2. Шарошечные долота

Наибольшее распространение в практике бурения нефтяных и газовых скважин получили шарошечные долота робящее-скалывающего действия с твердосплавным или стальным вооружением. Конструкция трехшарошечного долота приведена на рисунке 17.

Рисунок 17 — Схема конструкции трехшарошечного долота

Три лапы 3 сваривают между собой. На верхнем конце конструкции нарезана замковая присоединительная резьба. Каждая лапа в нижней части завершается цапфой 5, на которой проточены беговые дорожки под шарики и ролики. На цапфе через систему подшипников 6 устанавливается шарошка 4 с беговыми дорожками. Тело шарошки оснащено фрезерованными стальными зубьями 7, размещенными по венцам. На торце со стороны присоединительной резьбы выбиваются шифр долота, его порядковый номер, год изготовления.

Шарошечные долота изготавливают как с центральной системой промывки (через центральное сопло в корпусе долота), с боковой системой промывки (через несколько боковых отверстий, оси которых направлены на периферийную часть забоя, минуя шарошки) так и комбинированной (через центральное сопло в сочетании с несколькими боковыми) (Рисунок 18).

На лапах долота с боковой гидромониторной системой промывки выполнены специальные утолщения — приливы 2 с промывочными каналами и гнездами для установки гидромониторных насадок (сечение А – А).

Рисунок 18 — Схема шарошечных долот с центральной (а) и боковой (гидромониторной) (б) промывкой

При центральной промывке забоя лучше очищаются от шлама центр забоя и вершины шарошек, шлам беспрепятственно выносится в наддолотную зону. Однако при высокой скорости углубки забоя трудно подвести к долоту необходимую гидравлическую мощность, требуемую для качественной очистки забоя (перепад давления на долотах с центральной промывкой не превышает 0.5 – 1.5 Мпа).

Центральная система очистки забоя используется лишь в нескольких типах долот и, как правило, при бурении сжатым воздухом по твердым и крепким породам.

Боковая гидромониторная промывка более распространена и обеспечивает лучшую очистку наиболее зашламованной периферийной части забоя, позволяет подвести к долоту большую гидравлическую мощность (перепад давления на долотах с гидромониторной промывкой достигает 5 – 15 Мпа).

Комбинированная схема очистки забоя имеет наибольшую область применения, так как может эффективно применяться при бурении по всем типам пород.

Для бурения скважин в абразивных породах различной твердости с целью повышения долговечности вооружения шарошки оснащают вставными твердосплавными зубками (штырями). Такие долота часто называют штыревыми (Рисунок 19). Вставные зубки закрепляются в теле шарошки методом прессования. Для бурения в малоабразивных породах, в теле стальной шарошки фрезеруются призматические зубья, поверхность которых упрочняется термохимической обработкой.

Рисунок 19 — Схема шарошечных долот

Шарошечные долота выпускаются диаметрами 46 – 508 мм. Трех разновидностей: одно- двух- и трехшарошечных. Наибольший объем бурения нефтяных и газовых скважин в Западной Сибири приходится на трехшарошечные долота диаметрами 190.5; 215.9; 269.9; 295.3 мм.

Эпизодически по заказам выпускают многошарошечные долота для бурения шахтным стволом с помощью реактивно-турбинных буров.

Основными изготовителями долот являются ОАО «Волгабурмаш», ОАО «Сарапульский машзавод», ОАО «Дрогобычский долотный завод», ОАО «Уралбурмаш».