Породоразрушающий инструмент

При бурении со съемным керноприемником бурильная колонна не поднимается, Внутрь колонны на канате спускается специальный ловитель, с помощью которого из керноприемного устройства извлекают керноприемник и поднимают его на поверхность. При помощи этого же ловителя порожний керноприемник спускают и устанавливают в корпусе.

В настоящее время разработан целый ряд керноприемных устройств  с несъемными керноприемниками «Недра», «Кембрий», «Силур» предназначенных для различных условий отбора керна и имеющих аналогичную конструкцию.

Для керноприемных устройств  изготовляют шарошечные (рис. 23.), алмазные (рис. 24.), лопастные и ИСМ бурголовки, предназначенные для бурения в породах различной твердости и абразивности.

ГОСТ 21210 предусмотрено выпускать  шарошечные и лопастные бурильные головки диаметрами от 76,0 до 349,2 мм.

Пример условного обозначения  бурголовки для керноприемных устройств без съемного керноприемника (К) с наружным диаметром Дн = 212,7, внутренним диаметром Дв = 80 мм для бурения мягких пород:

К 212,7 / 80 М ГОСТ 21210-75.

Пример условного обозначения  бурголовки для керноприемных устройств со съемным керноприемником (КС) с наружным диаметром Дн = 187,3 , внутренним диаметром Дв = 40 мм для бурения абразивных пород средней твердости: КС 187,3 / 40 СЗ ГОСТ 21210.

 

Рис .23. Шарошечная бурголовка.                  Рис. 24. Алмазная бурголовка

 

 

 

ШАРОШЕЧНЫЕ  БУРИЛЬНЫЕ ГОЛОВКИ

 

Шарошечные бурильные  головки изготавливаются с фрезерованным и твердосплавным вооружением типов СЗ, СТ, ТЗ, ТКЗ. Они предназначены для отбора керна в основном роторным способом бурения (или с приводом от низкооборотных забойных двигателей) в породах от средней твердости до твердых и крепких, в том числе абразивных.

 

 

    

 

Рис. 25. Схема устройства бурильной головки режущего действия типа МСЗ:

1 — корпус; 2 — шарошка; 3 — ось съемная

 

Рис.  25.  Схема устройства  бурильной головки  режуще-дробящего действия типа СЗ:

1   —   муфта  с  присоединительной  резьбой; 2  — корпус; 3 — шарошка

 

Бурильные головки состоят  из внутренней и наружных секций с  цапфами под шарошки и накладок на каждую внутреннюю шарошку. Сваркой между собой указанных деталей совместно с резьбовой обеспечивается требуемая прочность бурильных головок и бесконсольное крепление шарошек. Опоры шарошек представляют собой подшипники скольжения с наплавкой твердым сплавом для защиты от быстрого износа.                               

 

ТИПЫ БУРИЛЬНЫХ  ГОЛОВОК И РЕЗЬБЫ КОНСТРУКЦИИ  ОАО НПО «БУРОВАЯ ТЕХНИКА»

                                                                                                                                                                                    Таблица 2.

Тип бурильной головки	Резьба	Тип бурильной головки	Резьба
К-132/52ТКЗ	З-110	КС-212,7/80М	З-150
К-139,7/52М		КС-212,7/80МСЗ
К-139,7/67МСЗ		КС-212,7/100М
К-139,7/67ТКЗ		КС-212,7/100МСЗ
К-158,7/67М	З-133	КС-212,7/100ТКЗ
К-158,7/67СЗ		К-215,9/120М	З-189
К-158,7/67ТКЗ-2		К-244,5/100М
К-187,3/40СТ	З-147	К-269,9/100М
К-187,3/40ТКЗ		К-269,9/100СТ
К-187,3/80М	З-150	К-269,9/100МСЗ
К-187,3/80СЗ		К-269,9/100ТКЗ
К-187,3/80СТ		К-295,3/100М
К-187,3/80ТКЗ		К-295,3/100СЗ
К-187,3/100М	З-150	К-295,3/100СТ
К-187,3/100ТКЗ		К-295,3/100ТКЗ
КС-212,7/60СТ	З-161	К-311,1/100М
КС-212,7/60ТКЗ		К-311,1/100ТКЗ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 26. Бурильные головки с несъемным керноприемником серии К: а - тип ТКЗ ; б – тип СЗ; в - тип СТ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

       

Рис. 27. Бурильные головки  со съемным керноприемником серии СК: а – тип ТКЗ; б – тип СТ  

 

 

 

 

 

 

 

 

           СХЕМА КОДИРОВАНИЯ БУРИЛЬНЫХ  ГОЛОВОК

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                     АЛМАЗНЫЕ БУРИЛЬНЫЕ ГОЛОВКИ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В настоящее время отечественной промышленностью созданы бурильные головки с твердосплавной износостойкой матрицей, оснащенные природными и синтетическими алмазами типа СВС-П, алмазно-твердосплавными пластинами и резцами типов АТП и АТР, поликристаллическими синтетическими термостойкими алмазами типа ПСТА, а также с комбинированным вооружением типа АТП, ПСТА рабочих поверхностей. Общие виды бурильных головок изображены на рис. 28.

Применение алмазных бурильных  головок, работающих в режиме резания, обеспечивает увеличение механической скорости проходки и процента выноса керна по сравнению с шарошечными бурильными головками.   При бурении с отбором керна каждая алмазная бурильная головка заменяет от 8 до 20 шарошечных. Наибольшая эффективность применения алмазных бурильных головок достигается в интервалах сплошного отбора керна, соизмеримых по длине с суммарной проходкой на бурильную  головку.

 

 

                      РАСШИРИТЕЛИ

 

Расширителем называется породоразрушающий инструмент для увеличения диаметра скважины, предварительно пробуренной инструментом меньшего диаметра. Например, скважину бурят долотом диаметром 244,5 мм, а керн при этом отбирают имеющимся в наличии колонковым долотом диаметром 212,7 мм. После отбора керна диаметр скважины увеличивают (скважину расширяют) до диаметра 244,5 мм с помощью расширителя. Расширители, как и долота, могут быть:

 

• режуще-скалывающего,
• истирающе-режущего
• дробяще-скалывающего действий.

 

Расширители ствола скважин, как и другой технологический  инструмент, по принципу действия и особенностям работы во многом отличаются от бурильного инструмента.

Так, расширитель разрушает  массив горных пород, уже ослабленный  бурением расширяемой скважины. В  этом массиве развиты зоны предразрушения, трещины, кливаж, вскрыты поверхности. В то же время расширение скважины обычно сопряжено с отсутствием экранирующего реактивного воздействия в центральной зоне забоя скважины, с затуханием нисходящих потоков бурового раствора, уменьшением опорных поверхностей расширяющего инструмента и ухудшением его прочностной характеристики.

В России расширители с  успехом применяют как для  последовательного расширения уже  пробуренного ствола скважины, так и для бурения с одновременным расширением скважины.

Во многих случаях более  выгодно бурить ствол диаметром 190,5-293,5 мм (вместо 445 мм) с расширением  его до требуемого диаметра.

По виду, конструктивному  и технологическому выполнению расширители весьма разнообразны.

Расширители можно классифицировать по виду, форме их рабочих органов (лопастные, шарошечные и др.), способу крепления рабочих органов (жесткозакрепленные разборные и раздвижные), числу этих органов, типу их вооружения и другим отличительным особенностям. Для такой классификации можно применить схему, использованную при систематизации буровых долот.

Применяют два вида расширителей: шарошечные и лопастные (преимущественно в мягких породах). В связи с увеличением числа глубоких и сверхглубоких скважин, усложнением конструкций скважин, увеличением их начального диаметра и диаметра кондуктора ассортимент расширителей, особенно шарошечных, неуклонно увеличивается. Известны также ступенчатые, двух- и многоярусные расширители.

Для расширения ствола скважины под башмаком обсадной колонны и  в других случаях используют раздвижные расширители. Организовано серийное производство трехшарошечных расширителей-калибраторов одного типа РШ, семи размеров, диаметром 243–490 мм для нефтяных и газовых скважин.

На рис. 29 а - приведены конструкция и схема работы трехшарошечного расширителя. Он состоит из корпуса 1, к которому приварена муфта 2 с тремя лапами 3. На цапфе лапы установлены двухконусные шарошки, вооружение которых может быть как стальным фрезерованным, так и твердосплавным в виде вставных зубков.

На рис. 29 б - приведены конструкция и схема работы одношарошечного расширителя. Он состоит из корпуса 1 и шарошки 2, установленной на шарикоподшипнике 3. Шарошка вооружена твердосплавными зубками.

Названные расширители относятся к группе жестких. Они применяются кроме рассмотренного примера при проходке скважин большого диаметра. При этом возможно бурение скважин в две стадии. Первая стадия – бурение опережающего ствола наиболее распространенным размером долота; вторая – расширение скважины до требуемого диаметра. Это позволяет снизить затраты на бурение за счет применения более легких буровых установок и недорогого породоразрушающего инструмента.

Расширители могут изготавливаться  раздвижными. Их особенностью являются два положения: транспортное сложенное), в котором расширитель спускается в скважину и проходит через предварительно пробуренную скважину, и рабочее (раскрытое) положение. Такие инструменты позволяют расширять скважину в нужных интервалах. Они применяются для исправления некруглого ствола скважины, для расширения его в интервалах залегания неустойчивых горных пород и для улучшения условий спуска и цементирования обсадных колонн.

 

 

      СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

 

1. Булатов А.И., Проселков Ю.М., Шаманов С.А. Техника и технология бурения нефтяных и газовых скважин: Учеб. для вузов. - М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2003.
2. А.Н. Попов, А.И. Спивак, Т.О. Технология бурения нефтяных и  газовых скважин: Учеб. для вузов. – М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2003.

3.  Сайт www.urb2-5a.ru/doloto

4.  Сайт www.leuza.ru/gti/bur