14 Алмазные долота

Алмазные долота предназначены для разрушения ре­занием (микрорезанием) и истиранием неабразивных пород сред­ней твердости и твердых. Учитывая высокую стоимость алмазных долот, целесообразно их применять на больших глубинах (более 3000м), так как они обеспечивают значительную проходку на долото, что сокращает затрату времени на спуско-подъемные работы.

Алмазонесущую головку изготовляют методом прессования и спекания смеси специально подобранных порошкообразных твер­дых сплавов. Перед прессованием в пресс-форме по заданной схеме размещают кристаллики природных и синтетических алма­зов. После прессования и спекания алмазики оказываются на­дежно закрепленными в наружном слое порошкообразного твер­дого сплава алмазонесущей головки.

Применяя для изготовления матрицы различные материалы, добиваются необходимой степени обнажения алмазов во время работы долота. При сильном обнажении алмазы растрескиваются и ломаются, а при незначительном обнажении не будет необходи­мого внедрения алмазов в породу, поэтому бурение становится неэффективным. При бурении твердых пород износ матрицы ин­тенсивнее, поэтому матрица должна быть более износостойкой, что предотвратит излишнее обнажение алмазов. В породах сред­ней твердости материал матрицы изнашивается меньше и по­этому она должна быть менее износостойкой.

Регулируя степень обнажения алмазов, обеспечивают также сохранение во время работы долота на забое определенного

15 Лопастные долота

При бурении нефтяных и газовых скважин применяют лопаст­ные долота двух разновидностей: разрушающие горную породу по принципам резания и истирания. К первой разновидности от­носятся трехлопастные долота ЗЛ, а ко второй — трехлопастные ЗИР, шестилопастные 6ИР и шестилопастные долота ИСМ.

Долота ЗЛ состоят из корпуса, верхняя часть ко­торого имеет ниппель с замковой резьбой для присоединения к бурильной колонне, и трех приваренных к корпусу долота ло­пастей, расположенных по отношению друг к другу под углом 120°. Для направления промывочной жидкости к забою долото снабжено промывочными отверстиями, расположенными между лопастями.

Лопасти выполнены заостренными и слегка наклонными к оси долота в направлении его вращения. В этой связи по принципу разрушения породы долота ЗЛ относят к долотам режуще-ска­лывающего действия, так как под влиянием нагрузки лопасти врезаются в породу, а под влиянием вращающего момента ска­лывают ее.

Долота ЗЛ предназначены для бурения в неабразивных мяг­ких пластичных породах (тип М) и для бурения в неабразивных мягких породах с пропластками неабразивных пород средней твердости (тип МС).

Для увеличения износостойкости долот их лопасти укрепляют (армируют) твердыми сплавами . У долот типа М в прорезан­ные по определенной схеме пазы на лопастях наплавляют зернистый твердый сплав и лопасть покрывают чугуном, а у долот типа МС в пазы укладывают и припаивают твердосплавные пла­стинки и покрывают лопасти зернистым твердым сплавом. У до­лот обоих типов наиболее сильно укрепляют режущие кромки лопастей и их боковые поверхности, так как они, находясь во время бурения в постоянном контакте с породой, выполняют наибольший объем работы и быстрее изнашиваются.

Долота ЗЛ выпускают с промывочными отверстиями, кромки которых укреплены зернистым твердым сплавом, и с промывоч­ными отверстиями с установленными в них минералокерамиче-скими сменными соплами. Для уменьшения гидрав­лических сопротивлений кромки отверстий в сопле на входе сглажены, а само сечение плавно сужено к выходу.

Предпочтение следует отдавать долотам со сменными соп­лами, так как такие долота позволяют осуществлять промывку скважины со скоростью движения струй жидкости из сопел 100—120 м/с. Долота со сменными соплами называют гидро­мониторными.

Отраслевым стандартом предусматривается изготовление до­лот ЗЛ диаметром от 120,6 до 489,9 мм.

Долота ЗЛ при бурении в неабразивных пластичных породах позволяют получить проходку на долото до нескольких сот мет­ров. Однако в случае перемежаемости пород по твердости не исключено во время бурения значительное уменьшение диаметра долот ЗЛ, что вынуждает прорабатывать и расширять ствол скважины перед спуском нового долота.

Отраслевым стандартом предусмотрено изготовление долот ЗИР диаметром от 190,5 до 269,9 мм.

Долота 6ИР имеют три основные лопасти, предназначенные для разрушения породы забоя, и три дополнительные укорочен­ные лопасти, калибрующие стенку скважины. Основные лопасти притуплены и сходятся на оси долота. Дополнительные лопасти также притуплены и расположены между основными лопастями. Для увеличения износостойкости лопасти укреплены твердыми сплавами примерно по такой же схеме, как и у долот ЗИР. Раз­рушают долота породу по принципу резания (микрорезания) д истирания. Эти долота предназначены для бурения в породах средней твердости, т. е. относятся к типу С.

Отраслевым стандартом предусмотрено изготовление долот 6ИР без сопел и с соплами диаметром от 139,7 до 269,9 мм.

Долота ИСМ в лопастном исполнении выпускают нескольких видов. Выполняются они либо цель­ноковаными с последующим фрезерованием лопастей, либо с при­варенными к корпусу долота лопастями. По конструкции долото ИСМ отличается от долота 6ИР формой рабочей части основных трех лопастей и расположением трех дополнительных укорочен­ных лопастей. Основные лопасти сходятся на оси долота, а до­полнительные расположены асимметрично относительно основных. Все шесть лопастей расположены перпендикулярно к плос­кости забоя, и поэтому порода разрушается резанием (микроре­занием) и ее истиранием.