Назначение и классификация породоразрушающего инструмента
В строении нефтяных и газовых месторождений принимают участие только осадочные горные породы. Основными физико-механическими свойствами горных пород, влияющими на процесс бурения, являются: упругие и пластические свойства, твердость, абразивность и сплошность.
Основной вид деформации, под действием которой породы в процессе бурения разрушаются, — вдавливание. При бурении нефтяных и газовых скважин основным инструментом, при помощи которого происходит разрушение горной породы на забое и образуется собственно скважина, является долото.
По характеру разрушения породы все буровые долота классифицируются следующим образом.
1.Долота режуще-скалывающего действия, разрушающие по
роду лопастями, наклоненными в сторону вращения долота. Пред
назначены они для разбуривания мягких пород.
2. Долота дробяще-скалывающего действия, разрушающие по
роду зубьями или штырями, расположенными на шарошках, ко
торые вращаются вокруг своей оси и вокруг оси долота*. При
вращении долота наряду с дробящим действием зубья (штыри)
шарошек, проскальзывая по забою скважины, скалывают (среза
ют) породу, за счет чего повышается эффективность разрушения
пород. Следует отметить, что выпускаются буровые долота и бу
рильные головки только дробящего действия. При работе этими
долотами породы разрушаются в результате динамического воз
действия (ударов) зубьев шарошек по забою скважины. Перечис
ленные долота и бурильные головки предназначены для разбури
вания неабразивных и абразивных средней твердости, твердых,
крепких и очень крепких пород.
* Долото с коническими шарошками, внутри которых помещаются их оси, было изобретено Горвардом Юзом в 1909 г. В результате длительного совершенствования режущей части, подшипников, проходных отверстий для бурового раствора и других элементов создано современное долото дробяще-скалывающего действия.
3. Долота истирающе-режущего действия, разрушающие породу алмазными зернами или твердосплавными штырями, располагающиеся в торцовой части долота или в кромках лопастей долота. Долота с алмазными зернами и твердосплавными штырями в торцевой части применяются для бурения неабразивных пород средней твердости и твердых; долота лопастные армированные алмазными зернами или твердосплавными штырями — для разбуривания перемежающихся по твердости абразивных и неабразивных пород.
По назначению все буровые долота классифицируются по трем классам:
долота для сплошного бурения, разрушающие породу в одной плоскости или ступенчато;
бурильные головки для колонкового бурения, разрушающие породу по периферии забоя;
долота для специальных целей (зарезные, расширители, фрезеры и др.).
Долота для сплошного бурения и бурильные головки для колонкового бурения предназначены для углубления скважины. Выпускаются они различных типов, что позволяет подбирать нужное долото. Долота для специальных целей предназначены для работы в пробуренной скважине и в обсадной колонне. Долота независимо от их назначения, конструкции и типа нормализованы по диаметрам (табл. 3.1).
По конструкции промывочных устройств и способу использования гидравлической мощности струи промывочной жидкости
Таблица 3.1
Нормальный ряд долот по диаметрам по ГОСТ 20692 — 75 (изменение № 2, введено с 01.01.82)
Номинальный диаметр долота | Предельное отклонение диаметра, мм | Высота долота*, м |
46,0 | + 0,6 | |
59,0 | + 0,6 | |
76,0 | + 0,6 | |
93,0 | + 0,6 | |
97,0 | + 0,6 | |
98,4 | + 0,6 | |
112,0 | + 0,6 | |
118,0 | + 0,6 | |
120,6 | + 0,6 | |
132,0 | + 0,6 | |
139,7 | + 0,6 |
* Для трехшарошечных долот. Высоты одно- и двухшарошечных долот могут быть увеличены до 20 % от высоты трехшарошечных долот.
Окончание табл. 3.1
Номинальный диаметр долота | Предельное отклонение диаметра, мм | Высота долота, м |
146,0 | + 0,8 | |
151,0 | + 0,8 | |
161,0 | + 0,8 | |
165,1 | + 0,8 | |
171,4 | + 0,8 | |
187,3 | + 0,8 | |
190,5 | + 0,8 | |
200,0 | + 0,8 | |
212,7 | + 0,8 | |
215,9 | + 0,8 | |
222,3 | + 0,8 | |
242,9 | + 0,8 | |
244,5 | + 0,8 | |
250,8 | + 0,8 | |
269,9 | + 0,8 | |
295,3 | + 0,8 | |
304,8 | + 0,8 | |
311,1 | + 0,8 | |
320,0 | + 0,8 | |
349,2 | + 0,8 | |
374,6 | + 0,8 | |
393,7 | + 1,6 | |
444,5 | + 1,6 | |
490,0 | + 2,4 | |
508,0 | + 2,4 |
Рис. 3.1. Промывка забоя скважины: а — у обычных шарошечных долот; б— гидромониторных шарошечных долот |
долота делятся на струйные (гидромониторные) и проточные (обычные). В гидромониторных долотах струя промывочной жидкости достигает поверхности забоя, что дает возможность использовать гидромониторный эффект для очистки поверхности забоя и частичного разрушения породы. В проточных (обычных) долотах промывочная жидкость, протекая через промывочные отверстия, омывает шарошки (лопасти) и только частично достигает поверхности забоя (рис. 3.1).
Дата добавления: 2016-01-03; просмотров: 1949;