Все о шарошечных долотах

Шарошечные долота

Шарошечное долото — породоразрушающий буровой инструмент, воздействует на породу дробящим или дробяще-скалывающим методом.

Шарошечные долота являются самым распространенным видом бурового инструмента при бурения скважин различного назначения: нефтяных, газовых, геологоразведочных, водяных, взрывных и др.

Наиболее распространены трехшарошечные долота с консольными опорами и сварными лапами.

Применяются как для бурения очень твердой, так и очень мягкой породы.

  • 1 Работа шарошечного долота
  • 2 Конструкция шарошечных долот
    • 2.1 Конструкция корпусного долота
    • 3.1 Число шарошек
    • 3.2 Диаметры шарошечных долот
    • 3.3 Типы исполнения долот и области применения
      • 3.3.1 Вооружение шарошечных долот

      Работа шарошечного долота

      Конструкция шарошечных долот

      Шарошечные долота могут иметь различное число шарошек, обычно до 6, причем каждая шарошка может быть одно-, двух- и трехконусной со смещением и без смещения оси вращения относительно долота.

      Различают конструкции долот на секционные и корпусные. В том или ином виде они выполняются в зависимости от диаметра. Для большого диаметра бурения используются долота корпусные, цельнолитые, а для скважин небольшого диаметра используются секционные долота, которые сварены из двух или трех секций.

      Кроме того, соединительная резьба у секционных долот наружная конусная (нипель), а у корпусных внутренняя конусная (муфта).

      Конструкция корпусного долота

      Корпусное трехшарошечное долото

      1 – литой корпус; 2 – муфтовая присоединительная резьба; 3 – сварной шов; 4 –вставные лапы; 5 – цапфа; 6, 7, 8 – подшипники; 9 – шарошка; 10 – центральное промывочное отверстие.

      Обозначение шарошечных долот

      На примере долота с маркировкой III 244,5 С-ЦВ, разберем что означают цифры и буквы.

      Римские цифры – обозначают число шарошек;
      Арабские цифры – диаметр;
      Буквы по порядку:
      Тип долота;
      Конструкции промывочных или продувочных каналов;
      Тип опоры.

      Число шарошек

      Чаще всего используют трехшарошечные буровые долота, гораздо реже одно-, двухшарошечные. Многошарошечные долота применяются при реактивно-турбинном бурении.

      Шарошечные долота разной конструкции

      Диаметры шарошечных долот

      Согласно ГОСТ 20692-2003 серийно выпускаются долота следующих размеров:

      Обозначение присоединительной резьбы

      Долото шарошечное

      Долото шарошечное

      Долота являются одним из основных элементов любого бурового инструмента. Именно на них ложится основная нагрузка по механическому разрушению породы. Сам термин «долото» возник на ранних этапах развития техники бурения. В то время проходка скважин осуществлялась единственным способом — ударным бурением. Соответственно, буровое долото выглядело очень похоже на плотницкий инструмент с тем же названием.

      Сегодня существует несколько разновидностей буровых долот. Их различают по назначению, характеру воздействия на горную породу и виду рабочей части. Среди последних выделяют долото лопастное и долото шарошечное. Последними производится основной объем бурения газовых, нефтяных, а также взрывных скважин.

      Долото шарошечное: устройство, виды, маркировка

      Шарошечное буровое долото состоит из цилиндрических, конических или сферических шарошек, смонтированных на подшипниках скольжения или качения (или их комбинации) на цапфах секций долота. Их количество может колебаться от 1 до 6. Наиболее распространенными являются трехшарошечные долота.

      Вооружение шарошки исполняется в виде зубьев, имеющих различную длину и конфигурацию. Встречаются также шарошки, вооруженные впрессованными твердосплавными штырями.

      По конструкции корпуса долота шарошечные разделяют на:

      • корпусные (с литым корпусом, к которому приварены лапы с цапфами для монтажа шарошек);
      • секционные (их корпус сваривают из отдельных секций, на которых затем монтируются шарошки).

      По принципу воздействия, оказываемого на породу, шарошечные буровые долота бывают:

      • дробящие;
      • дробяще-скользящего.

      Для первых характерно минимальное скольжение зубьев в ходе перекатывания шарошки по забою, а также отсутствие фрезерующего воздействия периферийных зубьев на стенки скважины. У долот дробяще-скользящего действия увеличено скольжение зубьев при перекатывании шарошек по стенке скважины и забою.

      Шарошечные буровые долота включают в себя специальные продувочные или промывочные устройства. Через них осуществляется подвод промывочной жидкости к забою скважины. В зависимости от конструкции выделяют шарошечные долота с:

      • центральной промывкой;
      • боковой промывкой;
      • центральной продувкой;
      • боковой продувкой.

      Маркировка шарошечных долот содержит всю необходимую информацию о них. Как правило, она выглядит как арабская цифра, дополненная сочетанием букв кириллицы (например, 127 СТ-ЦА). Цифровое обозначение сообщает диаметр инструмента, а буквы во второй части маркировки – твердость породы, для бурения которой предназначено данное конкретное долото, конструкцию продувочных или промывочных каналов, тип опоры.

      Расшифровка маркировки по твердости горных пород

      Буквенный шифрПрименяется для бурения
      Ммягких пород
      МЗмягких абразивных пород
      МСмягких пород с пропластками пород средней твердости
      МСЗмягких абразивных пород с пропластками пород средней твердости
      Спород средней твердости
      СЗабразивных пород средней твердости
      СТпород средней твердости с пропластками твердых пород
      Ттвердых пород
      ТЗтвердых абразивных пород
      ТКтвердых пород с пропластками крепких пород
      ТКЗтвердых абразивных пород с пропластками крепких пород
      Ккрепких пород
      ОКочень крепких пород

      Расшифровка маркировки по конструкции продувочных или промывочных каналов

      Буквенный шифрКонструкция
      Цс центральной промывкой
      Гс боковой гидромониторной промывкой
      Пс центральной продувкой
      ПГс боковой продувкой

      Расшифровка маркировки по типу опоры

      Буквенный шифрТип опоры
      Вна подшипниках качения
      Нодин радиальный подшипник скольжения, остальные – подшипники качения
      НУодин радиальный подшипник скольжения с герметизированной маслонаполненной опорой, остальные – подшипники качения
      Адва и более подшипника скольжения
      АУдва и более подшипника скольжения с герметизацией маслонаполненной опоры

      Стоимость шарошечных буровых долот

      Цена на этот вид бурового инструмента зависит от характеристик (количества шарошек, конструкции корпуса, типа воздействия на горные породы, конструкции продувочных или промывочных каналов). Также играет роль и то, где долото изготовлено.

      На интересующее вас долото шарошечное прайс можно узнать, обратившись к менеджерам компании «Буровые технологии». Сделать это можно по телефону +7 (391) 256-78-80 или заполнив форму обратной связи.

      Область применения

      Долото шарошечное используется для бурения разнообразных скважин. В том числе:

      • разведочных;
      • поисковых;
      • эксплуатационных;
      • инженерно-геологических и др.

      Шарошечные долота используют в бурении пород любой твердости. Для наибольшей эффективности рекомендуется подбирать долото в зависимости от характеристик породы, в которой осуществляется бурение.

      Где и как приобрести шарошечные долота?

      В Красноярске долото шарошечное купить можно в ЗАО «Буровые технологии». Будучи официальным дилером отечественных машиностроительных заводов, мы предлагаем широкий ассортимент геологоразведочного и бурового инструмента по привлекательным ценам.

      Чтобы заказать интересующие вас позиции, воспользуйтесь удобной формой обратной связи. Просто заполните ее, и наши менеджеры обязательно свяжутся с вами.

      Вы также можете сделать заказ или узнать любую интересующую вас информацию по телефону
      +7 (391) 256-78-80.

      Все о шарошечных долотах

      Бурильное долото – ключевой элемент эффективного разведывания, наращивания объемов добычи нефти и газа. Из данной статьи вы узнаете, что представляют собой шарошечные долота, в чем заключаются их особенности и принцип работы, кто занимается их производством, а также для чего именно их используют.

      Характеристика

      Буровое шарошечное долото – стандартный инструмент разрушения породы посредством буровых установок. Оно состоит из шарошек, подшипников, лап (секций), зубьев. Долото имеет сложное в сравнении с лопастными аналогами устройство, базирующееся на подвижных элементах (подшипниках).

      Главным элементом является шарошка – деталь конусовидной либо цилиндрической формы, насаженная на ось. Лапа является центральным основанием, имеет наклон с возможностью регулировки. Шарошки крепятся к ней под заданным углом наружу либо внутрь устройства. В зависимости от разновидности они могут вращаться со скоростью до 250 об/мин.

      Благодаря смазке подшипников, создающей оптимальные условия для качения и скольжения движений, обеспечивается бесперебойное вращение головок.

      В зависимости от разновидности шарошки могут иметь фрезерованный либо твердосплавный тип зубцов. Число шарошек может быть разным (от 1 до 6). Оно определяет сферу применения долот. К примеру:

      • одношарошечные используют на большой глубине;
      • двухшарошечные хороши в геологической разведке;
      • трехшарошечные (используют чаще остальных) применяют для нефтяных и газовых скважин;
      • четырехшарошечные – модификации для работы в сложных условиях.

      Шарошечные долота способны выдерживать прохождение сквозь твердые породы. Однако их используют и в бурении мягких пород. Они различаются диаметром, обладают высоким ресурсом, имеют систему промывочных устройств. Исходя из условий эксплуатации снабжаются элементами герметизации опор. Ими воздействуют на породу путем дробления либо дробяще-скалывающим способом. На них возлагается основная роль в ходе прохождения ствола скважины в массиве горных пород.

      Их ассортимент разнообразен, а потому отвечает потребностям клиентов с разными запросами.

      На шарошечные долота приходится до 90% общего объема бурения. Они имеют явные преимущества перед лопастными аналогами – вторые приспособления используют при бурении мягких и пластичных пород роторным способом. Эффективность работы шарошечных долот зависит от смазки. Ее отсутствие ускоряет износ, делая устройства непригодными для эксплуатации.

      Принцип работы

      Шарошечные долота – механизм разрушения горных пород, являющийся устройством прямого типа. В ходе бурения оно разрабатывает всю рабочую зону, разрушает и удаляет породу по рабочему периметру. Шарошки монтируют на лапы долот (число определяется назначением буровой установки). Конструкция одношарошечного долота проста, поскольку она не имеет полноценной лапы.

      Единственная шарошка вращается одновременно на собственных подшипниках и роторе. Это обеспечивает оптимальный эффект.

      Конструкция трехшарошечного долота имеет элемент из литого металла – сопло. Его крепят на вращающийся ротор с помощью резьбовых соединений. На нем фиксируются лапы, которые имеют вращательный механизм с подшипниками. На этот механизм и крепят шарошку. Каждая лапа 3-шарошечного долота имеет форму двугранного угла. В поперечном сечении лапы, соединенные вместе, создают круг. Долото продвигается через породу за счет вращения и поступательного перемещения. Одновременно с долотом совершает поворотные движения буровой механизм.

      Он вращается в противоположную сторону к направлению вращательных движений основного ротора. Такая особенность обеспечивает качественное дробление и уборку породы. Разработка ускоряется, обеспечивается легкое удаление грунта, замедляется засорение шарошек.

      Головки разнятся по принципу воздействия на горную породу.

      • При дробящем способе работы нет фрезерующего контакта периферийных зубцов со стенкой скважины в ходе минимального скольжения по забою, пока шарошки перекатываются. Головки с дробящим действием применяют при работе с твердыми и особо твердыми породами, включая их комбинации.
      • При дробяще-скалывающем воздействии шарошки оказывают на стенки забоя большее скользящее воздействие. Эта схема бурения несколько иная, такие головки используют для работы с мягкими породами. Кроме того, они подходят для обработки грунта, в котором присутствуют пласты породы и абразив средней твердости.

      Т-образная и Г-образная формы периферийных венцов снижают износостойкость долот по диаметру. Цена головок зависит от качества металлических насадок, числа и габаритов шарошек, особенностей лап. В среднем простые варианты обходятся в сумму 15000-18000 рублей. Покупая дорогой тип, придется заплатить от 40000 до 45000 рублей.

      Классификация по назначению, типы и размеры

      Классифицировать шарошечные долота можно по разным признакам. К примеру, они различаются способом производства, который влияет на вид и назначение головок. У них может быть разный тип сопла, отвечающего за соединение с ротором. Исходя из этого изделия делят на модели НД (для бурения скважин) и НКВ (отличающиеся широкой размерной сеткой).

      Головки относят к разным сериям (1АН, 2АН, АВ). Серийные номера указывают на характеристики и конструктивные особенности.

      • Маркировка 1АН указывается на головках, предназначенных для станков, оборудованных двигателями с низкими оборотами.
      • Серия 2 АН отличается высокой оборотностью. Это головки с постоянной подачей смазки шарошек и подшипников в момент бурения.
      • Маркировка АВ включает долота для работы на высокомощных установках. Вторая буква говорит о высокой оборотности изделий, способности к высоким нагрузкам.

      По типу конструкции они бывают корпусными и секционными. Изделия первого типа используют для бурения скважин большого размера. Они отличаются сваренными секциями (лапами) и шарошками. Аналоги без корпуса состоят из сваренных между собой 2-х, 3-х, 4-х отдельных секций, имеют универсальную соединительную резьбу. Секционные головки крепят к бурильной колонне за счет наружной корпусной резьбы. Корпусные фиксируют с внутренней.

      Такие шарошки имеют до нескольких уровней, они способны непоследовательно вращаться в разные стороны. Этим обеспечивается многократное увеличение эффективности работы долот. Они собраны из разных элементов. Способ работы обеспечивает самоочищение фасада головок (до 90% загрязнений).

      По типу расположения и конструкции промывочных/продувных узлов изделия маркируют следующим образом:

      • Ц (центральная промывка);
      • Г (боковая гидромониторная);
      • ЦГ (комбинированная промывка);
      • П (центральная продувка);
      • ПГ (боковая продувка).

      По типу опор шарошки тоже разнятся:

      • Н имеют 1 подшипник скольжения (остальные – качения);
      • А имеют 2 подшипника скольжения и более;
      • В имеют подшипник качения;
      • У говорит о герметизации маслонаполненной опоры.

      Применение опор качения и скольжения способствует снижению крутящего момента, необходимого для вращения долота на забое.

      Различаются и размеры долот. Например, диаметр сопла (самой узкой части долота) может варьироваться от 100 мм до нескольких тысяч миллиметров. Диаметры шарошки находятся в диапазоне 50-1000 мм. Размеры долот могут составлять Ф=132, 92.1, 95.2, 98.4, 104.8, 114.3, 120.7, 149.2, 158.8 мм и так далее.

      Вес изделий зависит от типа вооружения.

      Изделия со стальными зубьями весят от 4-20 кг до 596-607,5 кг. Аналоги с твердосплавными зубьями весят от 5-10 кг до 596-630 кг. Размерный ряд долот насчитывает порядка 50 наименований основных типоразмеров.

      Частота вращения зависит от диаметра долота, осевой нагрузки, типа опоры. К примеру, у изделия с диаметром 75-84 мм и осевой нагрузкой 3.5-4 ТС показатели вращения составляют 40-120 при опоре А или АУ, 30-800 при опоре В, 30-450 при опоре Н, доходят до 600 при опоре ВУ.

      Шарошечные долота классифицируют по типу разрабатываемой породы. Отметим основные типы изделий.

      • Образцы класса М. Согласно ГОСТ 20692 2003 данные образцы рассчитаны для бурения мягких пород (неабразивных, рыхлых, пластичных, абразивных слабосцементированных). При этом используются инструменты с фрезерованными стальными зубцами.
      • Образцы класса М3. В этот стандарт входят шарошечные устройства с твердосплавными вставными зубьями, предназначенные для работы с мягкими абразивными породами. Модель 161 имеет центральную промывку, соединительную резьбу 3-88, герметизированную конструкцию опоры, весит 14 кг.
      • Образцы класса МС. Долота данного типа имеют твердосплавные фрезерованные зубцы из стали. Они разработаны для бурения мягкого абразива с пропластками средней твердости.
      • Образцы класса С. Такие долота снабжены стальными зубцами и предназначены для работы с породами средней степени твердости.
      • Образцы класса ТК3. Эти долота предназначены для бурильных работ с воздействием на твердые абразивные горные породы, имеющие пропластки крепких. Они снабжены вставными твердосплавными зубьями.
      • Другие. Помимо вышеописанных, есть и другие типы образцов: МС3, СЗ, СТ, Т, ТЗ, ТК, ТЗ, К, ОК. Маркировка указывает на тип геологических условий проходки.

      Правильный выбор замедляет износ оборудования. К примеру:

      1. МС3 используют при бурении мягких пород с абразивом со средними показателями твердости;
      2. долота СЗ рассчитаны на бурильные работы с породами средней степени твердости;
      3. СТ выдерживают большую в сравнении с предыдущими аналогами нагрузку;
      4. насадки Т предназначены для работы с твердыми горными породами;
      5. ТЗ справляются с бурением твердых абразивных пород;
      6. ТК уже могут разрушать твердую породу с пропластками крепкой;
      7. ТКЗ являются усиленной версией ТК, работают в тех же условиях, но разрушают породу с абразивом;
      8. разновидности К и ОК справляются с бурением особо крепких горных пород (например, скальных магматических).

      Какими компаниями изготавливаются?

      Сегодня шарошечные долота производят порядка 20 компаний. Исходя из технического уровня и показателей качества в число лучших производителей вошли американские торговые марки: Hughes Christensen, Smith, Reed, Security DBS. Достойную продукцию, отвечающую стандартам качества, выпускает и производитель Varel.

      Среди компаний с меньшим объемом выпуска стоит выделить производителей Rock Bit, Walker-McDonald, TIX, Industrial, DKG, Kingdream PLC.

      Поставщиками шарошечных долот в России и СНГ являются заводы ОАО «Волгабурмаш», ОАО «Уралбурмаш», ОАО «СМЗ», ОАО «ДДЗ».

      Область применения

      Бурильные насадки отличаются широким спектром использования. Шарошечные долота применяют при бурении нефтяных, газовых и взрывных скважин путем вращательного бурения сплошным забоем геологоразведочных, гидрогеологических, взрывных, иных скважин с очищением забоя жидкостью либо воздухом.

      Помимо горнодобывающего производства, шарошечные долота применяют в строительстве. Разные типы долот оказывают оптимальное разрушающее воздействие на соответствующие породы. Их применяют при добыче нефти и газа, бурении водяных скважин. Они нужны в сферах, где требуется прорубить грунт (например, сделать колодец, собрать информацию о почве). Многошарошечные долота используют при реактивно-турбинном бурении.

Кирилл Мантуров
Меня зовут Кирилл! А это мой блог про строительство и ремонт!Я простой работяга, больше 10 лет работаю на стройках. Люблю свою жену Людмилу и сына Олега! Всем мир! :)
Оцените автора
Блог РемСтрой-Про
Добавить комментарий