Долота для бурения с отбором керна (бурголовки).

Бурголовки, помимо разбуривания забоя скважины и ее стенок, должны также формировать в центре забоя целиковый столбик породы – керн и предотвращать в процессе бурения его повреждения. Бурголовки могут быть шарошечными, с вооружением из алмазов или алмазосодержащих композиций, фрезерно-лопастными.

9.3.1. Выпускаются одно, трех – шести и восьмишарошечные бурголовки, предназначенные для отбора керна в породах от мягких до твердых и крепких. Одношарошечная бурголовка состоит из корпуса с замковой резьбой, отверстия, обращенного к керноприемнику, выполненного в пустотелой цапфе и боковых промывочных каналов. Сферическая, со сквозным отверстием шарошка, с продольными промывочными пазами и зубковым вооружением смонтирована на мощной опоре с двумя подшипниками скольжения. Такая бурголовка имеет шифр 6ВК 190/80 С3 и предназначена для отбора керна роторным способом в карбонатных породах средней твердости. Бурголовки с тремя и более шарошками состоят из корпуса с замковой резьбой и керноприемным отверстием, шарошек, смонтированных на осях в пазах корпуса. Промывочная жидкость поступает по специальным каналам в пространства между шарошками минуя полость керноприема. Вооружение шарошек может быть фрезерованным с наплавкой твердого сплава, зубковым (из ТС) и комбинированным. Диаметр выпускаемых бурголовок 139,7-295,3 мм, диаметр обуриваемого керна 40-100 мм, применяются для роторного и турбинного способов бурения.

Примеры записи шифра шарошечных бурголовок:

а) К-139,7/67 МС3, где К-для использования с керноприемными устройствами без съемного керноприемника; 139,7 и 67 – соответственно наружный диаметр бурголовки и диаметр керна в мм; МС3 – тип вооружения; б) КС-187,3/40 СТ, где КС – для использования с керноприемными устройствами со съемным керноприемником.

9.3.2. Бурголовки, оснащенные алмазами и композиционными, алмазосодержащими материалами.

Алмазные и оснащенные сплавом «Славутич» бурголовки ввиду малой динамичности процесса разрушения горной породы, а следовательно и воздействия на столбик керна в наибольшей степени подходят для бурения с отбором керна как роторным, так и турбинным способами. Главное конструктивное отличие их от АБИ для сплошного бурения состоит в наличии керноприемного отверстия, с отводом от него промывочной жидкости по каналам в корпусе долота к забою.

Вооружение бурголовок матричного вида диаметром 138,1 – 295,3 мм в основном такое же, как и у долот для сплошного бурения; первая буква в их шифре «К», например:

КТСИ 188,9/80 СЗ, где Т – ступенчатая форма торцевой поверхности: С – синтетические алмаза СВС – П в виде цилиндра или его части; И – импрегнированное; С – для пород средней твердости; 3 – номер модификации.

Бурголовки матричного вида позволяют извлекать керн диаметром 40-100 мм.

Бурголовки МСМ с припаянным вооружением из композиционного материала «Славутич» выпускаются диаметром 157,1-214,3 мм (диаметр керна 67-80 мм) для пород средней твердости и твердых. В их шифре после наружного диаметра через косую черту записывается диаметр извлекаемого керна, например: ИСМ 188,9/80 Т.

9.3.3. Фрезерно – лопастные бурголовки.

Фрезерно – лопастные бурголовки включают цилиндрический стальной корпус с замковой резьбой, с центральным отверстием для керноприема, трех лопастей с вставками из ТС и промывочных отверстий между лопастями. Они применяются при бурении роторным способом в мягких, малоабразивных породах; диаметры бурголовок 132/50-212,7/80 мм. Основное их преимущество это дешевизна, простота в изготовлении, малая динамичность в процессе бурения.

Конструктивное совершенство бурголовок любого типа оценивается по двум основным показателям:

1) коэффициент керноотбора Кко=Dk/D (9.1)

где Dk, D – соответственно диаметры керна и бурголовки;

2) коэффициент керноприема Ккп = Dk / hk (9.2)

где hk – расстояние от забоя до входа в керноприемное устройство долота.

Чем больше значения коэффициентов Кко и Ккп, тем лучше условия для отбора керна. С этих позиций наиболее совершенными являются бурголовки одношарошечные, алмазные, ИСМ и фрезерно – лопастные.