Copyright 200 6 Smith International, Inc. All rights

Copyright 200 6 Smith International, Inc. All rights reserved. Проектирование долот PDC Геометрия, режущая структура долота

Содержание • Понимание геометрии долот и её влияния на результаты их отработки • Угол атаки резцов • Динамический векторный баланс

Профиль долота • Влияет непосредственно на : Стабильность работы долота Управление долота Плотность посадки резцов Надёжность долота V мех. Очистку и охлаждение долота

Компоненты профиля долота Центр Конус Нос Плечо или наружный конус Наружный диаметр (ODR) Калибрующие

Внутренний конус • Центр – (геометрический центр долота) • Различается по углу открытия Cone Глубокий конус (~90°) Мелкий конус (~150°)

Глубокий конус • Преимущества Высокая стабильность долота Повышенное содержание резцов • Недостатки Сложность управления Хуже очистка Снижение агрессивности

Мелкий конус Преимущества Управляемость при наклонно-направленном бурении Улучшение очистки Повышение агрессивности Недостатки Снижение стабильности Уменьшение плотности резцов

Расположение носа долота Показывает его радиус и расположение L R

Радиус носа долота • Большой радиус ( R ) создаёт площадку, достаточную для оптимального распределения нагрузки при бурении крепких и перемежающихся пород • Короткий (острый) — радиус ( r ) обеспечивает повышение удельных нагрузок на резцы и желателен при бурении мягких и однородных пород R r

Радиус носа долота и расстояние до оси • Близко к оси – даёт большую площадь для посадки плечевых резцов, что благоприятно для бурения мягких абразивных пород • Дальше от оси – улуч-шенное, равномерное распределение нагрузки на резцы благоприятное для бурения более твёрдых пород LL

Плечо, наружный диаметр, калибрующие • Плечо Зона от точки касательной к наружному закруглению носа до начала резцов по наружному диаметру долота. • Наружный диаметр — ODR Мягкий переход между плечевой поверхностью и калибрующими. • Калибрующие Обрабатывают стенки скважины и стабилизируют долото.

Профиль долот • 4 основных типа Плоские Короткая парабола Средняя парабола Длинная парабола • Долота с плоским профилем используются для бурения крепких пород • Долота с длинным параболическим профилем предназначены для бурения мягких пород

Профиль долот Short Parabolic. Medium Parabolic Flat. Long Parabolic

Профиль долот Short Parabolic. Medium Parabolic Flat. Long Parabolic

Обратный угол резания ( угол атаки) • Угол атаки породы. • Увеличение его даёт повышение ударной прочности и износостойкости резца. • Снижение обратного угла повышает Vmex. из-за увеличения агрессивности режущей структуры • Выбирается в соответствии с условиями бурения . B. R+

10° 30°Обратный угол резания • Более агрессивен – для бурения мягких пород • Менее агрессивен – для бурения крепких пород

Типовые обратные углы резания • Обратный угол 5 ° to 10 ° 15 ° 20 ° 30 ° • Твёрдость буримых пород Очень мягкие – глины, сланцы Высокие скорости бурения Универсален Мягкие породы – сланцы Универсален Дольше жизненный ресурс резца Абразивные породы Крепкие породы Типично для калибрующих

Посадка и ориентация резцов • Радиальная позиция Расстояние от центра долота до центра алмазной пластины резца. R. P

Посадка и ориентация резцов • Угловая позиция Угол между опорной 0° линией и линией, соединяющей центры резца и долота • Боковой угол Равен « 0» когда проекция плоскости алмазного стола совпадает с линией радиуса долота. A. P Ref. S. R

Посадка и ориентация резцов • Высота посадки — выступание Вертикальное расстояние от поверхности долота до центра алмазной платины0 REF. L. P Все перечисленные показатели закладываются в компьютерную программу, создающую геометрическую модель долота с учётом объёмов и динамики работы каждого резца

Динамика резца • Fc= круговая сила • Fr= радиальная • Fv= вертикальная сила (нагрузка на долото) • Fn= нормальная сила Fc. Fc Fn. Fn Fv. Fr. Fr

Динамический баланс долота • Все радиальные и круговые силы, воздействующие на каждый резец суммируются для определения величины и направления отклоняющих усилий • Для стандартных долот предельное отклоняющее усилие не должно превышать 5% CIFCIF TIFTIF RIFRI