Долота типу 4W застосовують при бурінні з використанням бурових розчинів із великим вмістом твердої фази.

У табл. 4.5 наведені дані про кількість ріжучих елементів у долотах різних типорозмірів.

Таблиця 4.5 – Кількість ріжучих елементів у полікристалічних алмазних долотах різних типорозмірів

На рис. 4.84 показаний зовнішній вигляд полікристалічних алмазних доліт фірми «Hughes Christensen».

Головна їх особливість полягає у наявності в їх ріжучих елементах (пластинах, рис. 4.85) тонкого шару синтетичнихполікристалічних алмазів, який міцно з'єднується з потовщеною основою із твердого сплаву типу карбіду вольфраму.

Діаметр пластинок від 1/2 до 2"(дюймів) (12,7—50,8 мм). Товщина алмазного шару 0,5—0,7 мм. Пластини кріпляться до твердосплавної основи методом дифузійного зварювання, в результаті чого одержують елементи озброєння у вигляді зубця (рис. 4.86,а) або різця (рис. 4.86,б). Одержані таким чином монолітні пластини мають високу міц­ність та зносостійкість, а за твердістю лише трохи поступаються природним алмазам.

Технологія дозволяє отримати різці довільних розмірів відповідно до вимог оптимальних геометричних параметрів озброєння породоруйнівних інструментів.

В залежності від конкретних умов роботи і властивостей розбурюваних порід (твердість, абразивність, пластичність) підбирають різці для озброєння доліт, які кріпляться безпосередньо в лопатах (рис. 4.87) або секторах доліт (рис. 4.88).

Полікристалічні алмазні долота руйнують гірську породу ріжучо-сколюючою дією, що забез­печує високу механічну швидкість проходки. Для створення ріжучої дії на породу необхідні невисокі осьові навантаження. Таким чином, на руйнування породи витрачається значно менше енергії і досягається менший знос долота і бурильної колони.

Вивчаючи відроблені долота, виявлено, що характер зносу різців є різним і тому на кожну конкретну ділянку лопаті долота встановлюються різці, спеціально розроблені для оптимальної протидії навантаженням, які виникають в процесі буріння (рис. 4.89).

	Для різних порід

Різець «DIAX /СSE»

Полікристалічні алмазні долота в широкому діапазоні типів і розмірів випускаються відо­мими зарубіжними фірмами «Hughes Christensen», «Hycalog», «Reed Tool», «Diamond Boart», «J. K. Smith», «Security». Такі долота з алмазними різцями видів АТП, ПСТА і СВС-П виготовляються також в Росії.

Ось деякі з полікристалічних алмазних доліт фірми «Hughes Christensen»:

● серія бурових доліт "Чорний Алмаз" (рис. 4.90) має оптимальне розміщення різців, що дозволяє використовувати їх для руйнування різних за твердістю гірських порід;

● серія бурових доліт "Чорний Слід" (рис. 4.91,а) – долота

з алмазними полікристалічними різцями для буріння похило-скерованих свердловин. Руйнуючи всі складені стереотипи, долота цієї серії оснащені ще одними лопатами для додаткової стабілізації долота. Дослідження показали, що дана конструкція, обмежуючи бокові зрізні навантаження, приводить до покращення ствола свердловини та полегшує її викривлення. В долотах серії "Чорний Слід" використана концепція "Оптимального розміщення різців" (рис. 4.91,б) . Такі конструктивні рішення, як "Гідродинамічна оптимізація" (рис. 4.91,г) , "Збалансована гідравліка", "Зба­лансована площадка між лопаткових каналів", захист по діаметру типу "Duraset" (рис. 4.91,в) роблять їх практично на даний час просто не замінимими для похило-скерованого буріння;

● бурові долота серії "STAR" (рис. 4.92,а) оснащені різцями з підсиленою кромкою ("CSE"), та полірованими різцями "Чорний Лід" (рис. 4.92,б), які знижують сили тертя, облегшують виніс шламу, зменшують моментоємність доліт та збільшують механічну швидкість буріння;

	Підсилена кромка "CSE"

	а)

● серія бурових доліт "ChipMaster" (рис. 4.93,а) призначена для буріння м’яких пластичних порід, де можливі утворення сальників, що знижує ефективність роботи доліт. Спеціальна конструкція лопаток та унікальна геометрія розподілення потоків бурового розчину дала можливість оптимізувати очищення різців долота (рис. 4.93,б) від налипання шламу і утворення сальника. Комбінація зносостійких різців та тилового промивання дало можливість конструювання високоефективного долота для широкого спектра порід. Для підвищення управління долота в похилих свердловинах використано можливе зниження атаки різців за рахунок спеціальних "бобишок" (приливів, рис. 4.93,в) на матриці позаду різців та захист по діаметру типу "Duraset" (рис. 4.93,г);

		б)

Тилове промивання. Так як шлам зсковзує із полірованої поверхні різця, він попадає під струмінь розчину, який витікає з двох насадок. Одна струмінь (із середини лопатки) розбиває шлам на дрібні фрагменти, а друга виносить шлам з привибійної зони.

● бурові долота серії "AG"/ "G" (рис. 4.94,а), які входять в «Золоту серію» оснащені зносостійкими пластинами, в яких напруження, що виникають в різцях PDC, відведені в середину різця (рис. 4.94,б).

	а)

Велику гамму полікристалічних алмазних доліт виготовляє ВАТ «Волгабурмаш» (рис. 4.95), класифікація яких приведена нижче.

УМОВНЕ ПОЗНАЧЕННЯ ДОЛІТ РDС

 

 

 

 

 

Допуски на діаметри алмазних доліт приведені в табл. 4.5.

Таблиця 4.5 – Допуски на діаметри алмазних доліт

Номінальний діаметр долота, мм	Допуск, мм
до 171,4	+0; -0,38
172,2 - 228,6	+0; -0,51
229,4 - 349,2	+0; -0,76
350,0 - 444,5	+0; -1,14
445,3 та більше	+0; -1,50

б)

а)

Долота для буріння суцільним вибоєм (Росія) оснащені високоякісними алмазними зубками PDC (рис. 4.96,а) та твердосплавними насадками (рис. 4.96,б), які зорієнтовані таким чином, що забезпечують баланс струменів бурового розчину для очищення як вибою так і долота.

Рисунок 4.96 — Загальний вигляд оснащення доліт полікристалічними алмазними зубками (а)та гідромоніторні насадки до них (б)

► Конструктивні особливості цих доліт наступні:

Рисунок 4.97 — Захист калібрувальної частини долота

• встановлення зубків PDC на калібрувальній частині долота (рис. 4.97);

• встановлено антивібраційний захист долота (рис. 4.98);

Рисунок 4.98 — Антивібраційний захист долота (протиударні вставки)

 

 

 

• встановлені різці зворотного пророблення (рис. 4.99), які вступають в контакт з породою під час піднімання долота(запобігає затягування);

Рисунок 4.99 — Різці зворотного пророблення

• краще промивання долота (форма тильної частини лопатки виготовлена вгнуто, що створює вихрові потоки бурового розчину);

• міцніший корпус долота (покриття корпусу долота сплавом WC);

• анти сальникове покриття корпусу долота (покриття корпусу долота спеціальним сплавом, який запобігає налипання вибуреної породи до самого корпуса).

Такі бурові долота (лінія FD, Росія) використовуються для буріння як вертикальних так і похило-скерованих свердловин, причому з різними формами лопаток (рис. 4.100).

Рисунок 4.100 — Модифікації бурових доліт PDC (Росія)