Классификации инструментов

В курсе "Технология бурения" породоразрушающие инструменты рассматриваются не по конструктивным элементам, а по элементам и системам, выполняющим определенные функции, т.е. по функциональным элементам и системам, которые делятся на четыре группы: 1) корпус с присоединительной резьбой, предназначенный для размещения всех систем инструмента и для присоединения его к бурильному инструменту или к валу забойного двигателя; 2) вооружение в виде режущих элементов или инденторов, непосредственно взаимодействующих с горной породой при бурении; 3) система промывки забоя, очистки и охлаждения деталей породоразрушающих инструментов; 4) опоры шарошек и система смазки подшипников опоры (в случае шарошечных породоразрушающих инструментов).

Классификация породоразрушающих инструментов по вооружению. Породоразрушающие инструменты классифицируются по всем функциональным системам. Ниже рассматриваются классификации только по вооружению, а остальные будут рассмотрены по мере изучения соответствующих систем.

Все породоразрушающие инструменты по общему назначению делятся на три группы:

1) для бурения сплошным забоем - долота; 2) для бурения кольцевым забоем с отбором керна (образцов горной породы, проходимой скважиной) - бурильные головки; 3) инструменты специального назначения. Каждая группа породоразрушающих инструментов по принципу воздействия на забой делится на четыре подгруппы:

1) режуще-скалывающего действия (РС) - вооружение выполняется в виде лопастей с режущей кромкой, которая во время бурения находится в постоянном контакте с разрушаемой горной породой;

2) истирающе-режущего действия (ИР) - вооружение в виде резцов или элементов других форм размещено, как правило, в несколько рядов на лопастях, секторах или шарошках и во время бурения находится в постоянном или длительном периодическом контакте с забоем;

3) дробяще-скалывающего действия (шарошечные) - вооружение в виде фрезерованных зубьев или вставных зубков размещено на шарошках и во время бурения каждый элемент имеет кратковременный периодический контакт с забоем; 4) дробящего действия, которые предназначены для ударного бурения. Ударное бурение в настоящее время при бурении нефтяных и газовых скважин не применяется, а поэтому инструменты четвертой подгруппы в книге не рассматриваются.

Деление породоразрушающих инструментов на подгруппы весьма условно, так как вид разрушения горных пород зависит не только от конструкции вооружения, но и от твердости горных пород.

Все породоразрушающие инструменты делятся на типы в соответствии с твердостью горных пород, для которых они предназначены, и на два класса в соответствии с абразивностью горных пород. Типы и классы породоразрушающих инструментов приведены в табл. 2.2.

Общие вопросы устройства и работы породоразрушающих инструментов рассмотрены ниже на примере долот, а особенности, характерные для других групп инструментов, будут рассмотрены по мере описания соответствующих групп инструментов.

Из табл, 2.2 видно, что долота типа М (для мягких пород) изготавливаются всех трех подгрупп, типа С (для пород средней твердости) и типа Т (для твердых пород - второй и третьей подгрупп, типов К (для крепких пород) и типа ОК (для очень крепких пород) - только третьей подгруппы. . Долота типов К и ОК по характеру воздействия на породу близки к инструментам дробящего действия. Понятие "крепкие" весьма условное и было использовано для разделения очень твердых горных пород на две группы. Позднее это понятие вошло в ГОСТ'ы и закрепилось.

Следует отметить, что шарошечными долотами осуществляется более

90 % объема бурения на нефть и газ

Таблица 2.2