Глава 4

ПО РОДО г АЗ РУШЛЮ ЩИ Й ИНСТРУМЕНТ

ДЛЯ УДАРНО-ВРАЩАТЕЛЬНОГО СПОСОБА БУРЕНИЯ

§ 1. Общие сведения

Основным породоразрушающим инструментом для ударно-вращательного бурения геологоразведочных скважин с применением забойных машин гидро- или пневмоударного действия являются твердосплавные коронки и долота, разработанные в СКБ НПО «Геотехника». По конструктивному исполнению ПРИ для ударновращательного бурения делится на резцовый, шарошечный и комбинированный различных типов и разновидностей.

Вооружением породоразрушающего инструмента служат твердосплавные резцы или штыри различной геометрии и размеров, в соответствии с ГОСТ 880—75. Для армирования коронок применяют резцы из твердого сплава ВК15 формы Г55, Г57, П1А, а также П97 и П98 (рис. 4.1). Для оснащения долот и инструментов специального назначения используются пластины из твердых сплавов ВК15, ВК8 и ВК8В формы Г11 и Г13. Для армирования породоразрушающего инструмента, применяемого при ударно-вращательном бурении с пневмоударниками, используют резцы формы ПР-1, ПР-2, ПР-3 и ПР-4. В некоторых случаях используют также резцы цилиндрической формы (штыри) типа Г25, Г26 и резцы формы Г54, характеристика которых приведена в справочной литературе.

Рабочая часть резцов обычно имеет форму симметричного или асимметричного клина с углом при вершине 70—100°. При установке в корпусе ПРИ угол резания составляет 170—130°. При величине заднего угла 30° такая геометрия обеспечивает достаточную прочность резцов и эффективное разрушение породы.

С учетом действия динамических нагрузок, вызывающих разрушение (скалывание) твердосплавных пластин в местах концентрации напряжений на контактах резцов с телом коронки, их основанию придается овальная (цилиндрическая) форма. В этом случае максимальные напряжения возникают не на периферийных участках, как у пластин с прямоугольным основанием, а в сводовой центральной части, что снижает вероятность их разрушения при действии динамических нагрузок. Во избежание выдавливания резцов из паза (гнезда) короночного кольца под действием радиальных сил реакции породы со стороны стенки скважины резцам придают клиновидную или конусообразную форму в поперечном сечении (см. рис. 4.1, резцы Г57, П1А). Долота для ударно-вращательного бурения вооружают крупными пластинками или штырями цилиндрической формы по всей площади торца инструмента.

Для изготовления коронок служат короночные кольца специальной формы —с увеличенной толщиной стенки или утолщениями (приливами) в торцовой части* где укрепляются резцы (рис. 4.2). Верхняя часть ПРИ снабжается наружной или внутренней стандартной резьбой для присоединения к буровому снаряду, но с уменьшенным диаметром для повышения прочности резьбового соединения при использовании толстостенных колонковых труб. Для размещения кернорвательного устройства коронки обычно имеют кольцевую и конусную проточки внутри верхнего конца

Рис. 4.1. Формы твердосплавных резцов для ударно-вращательного бурения скважин

Рис. 4.2. Конструктивные элементы коронок для ударно-вращательного бурения: 1 — короночное кольцо; 2 — резец; 3 — прокладка из стальной сетки

коронки. Для циркуляции промывочной жидкости в торцовой части коронок делают вырезы (окна) обычно треугольной формы или в виде узкой щели с овальным сводом.

Породоразрушающий инструмент для ударно-вращательного бурения с применением гидроударников выпускают под шифром КГ, ГПИ, ДГК или Д, а для бурения с пневмоударниками — КП, КДП (коронки) и КПС —для бескернового бурения.