Шарошечне долото - Долота та види долот, що застосовуються у бурінні
Шарошкове долото
свердловина буровий інструмент
Долото шарошечное - різновид бурового устаткування, породоруйнуючий дробящий, `робящее-скалывающий інструмент кар'єрних верстатів обертального буріння, з озброєнням шарошки як фрезерованих у ньому зубів різної довжини і конфігурації чи впресованих на неї штирів з твердого сплаву руйнування гірської породи від м'якої до дуже міцної у процесі буріння свердловини. Цими долотами бурять експлуатаційні (нафтові, газові та водяні), розвідувальні, пошукові, опорні, інженерно-геологічні, гідрогеологічні, гідротехнічні, будівельні, вибухові, вентиляційні та інші свердловини.
Ці долота - найбільш складні як за конструкцією, так і за технологією їх виготовлення. Залежно кількості їхніх робочих органів, які виробляють буріння, вони поділяються на різновиду: одно-, двух-, трех-, четырех- і многошарошечные. [2]
Основні конструктивні параметри долот:
- розташування на осі шарошок по відношенню до осі долота та вершин шарошок щодо осі долота;
- величина кута нахилу осей шарошок до осі долота; число конусів на шарошках;
- Розташування вінців зубів;
- Геометричні параметри зубів.
Шарошечні долота є найбільш універсальним породоруйнуючим буровим інструментом, оскільки область їх застосування охоплює практично все різноманіття гірських порід. Ці долота найбільш продуктивні при бурінні геологорозвідувальних (суцільним вибоєм) та вибухових свердловин у міцних породах. Вперше долото бурове з конічними шарошками було винайдено США (1909). Шарошкове буріння - спосіб буріння свердловин з використанням шарошечного долота - важливогоелемент бурового обладнання. Вперше було застосовано у США у 20-х роках 20-го століття. В Україні цей спосіб буріння застосовується з 30-х років. 20 ст. Для буріння нафтових та газових свердловин. При шарошечному бурінні гірські породи руйнуються сталевими чи твердосплавними зубками шарошок, що обертаються на опорах бурового долота, яке, своєю чергою, обертається і притискається з великим осьовим зусиллям до забою. Шарошечне долото (або колонкова бурильна головка) складається з однієї, двох, трьох і більше конічних, сферичних або циліндричних шарошок, змонтованих на підшипниках кочення або ковзання або їх комбінації на цапфах секцій долото. Породоруйнівним елементом (озброєнням) шарошечних доліт є фрезеровані зубці або запресовані твердосплавні зубки і комбінації зубів із зубками на поверхні шарошок. Для підвищення зносостійкості фрезерованих зубів шарошок від абразивного зносу наплавляють їх твердим сплавом, що складається з зерен карбідів вольфраму. Геометрична форма та параметри породоруйнівних елементів (висота і довжина зубів, кут загострення та притуплення їх вершин, частота розташування зубів на кожному вінці шарошок) для різних гірських порід різні й бурові долота, що залежать від фізичних властивостей гірських порід. Зуби на конусах шарошок, як правило, мають клиноподібну форму; твердосплавні зубки - клиноподібну або напівсферичну робочі поверхні. [4]
Для підвищення ресурсу долот у їх конструкції використовуються опори
ковзання та озброєння шарошок твердосплавними зубками. Для найважчих умов експлуатації розроблено долоти з елементами герметизації опор.
Залежно від конструкції корпусу, шарошечні долота поділяються на секційні та цільнокорпусні. У секційних бурових долотах корпус зварюється з окремих(двох, трьох і чотирьох) секцій, на цапфах яких монтуються шарошки, що вільно обертаються.
У цільнокорпусних бурових долотах корпус литий, до нього приварюються лапи з шарошками. Для приєднання долота до бурильної колони у секційних передбачено зовнішнє конусове різьблення (ніпель), у корпусних - внутрішнє конусове різьблення (муфта). Секції (лапи) та шарошки долота виготовляються з хромонікельмолібденових, хромонікелевих та нікельмолібденових сталей. Шарошкові долото в Україні нормалізовані за типами і діаметрами (від 46 до 490 мм) і виготовляються 14 типів для розбурювання м'яких, середньої твердості, твердих, міцних і дуже міцних порід. Найширше поширення мають тришарошкові долото. В обмежених об'ємах застосовуються вставні дво- і тришарошкові долото бурове для буріння свердловин турбінним і роторним способами, що дозволяють опускати нове і піднімати відпрацьоване долото бурове всередині колони бурильних труб без підйому останніх на поверхню, а також багатошарошкові долото -турбінним способом.
Розроблений останніми роками асортимент шарошечних доліт за своїми типорозмірами здатний задовольнити найширші запити споживачів. Зокрема, вперше у світовій практиці розроблені шарошечні мікродолоти діаметром 46 та 59 мм. [2]