13144

БУДОВА ТА КОНСТРУКТИВНІ ОСОБЛИВОСТІ ЛОПАТЕВИХ, ТВЕРДОСПЛАВНИХ, АЛМАЗНИХ ТА ПОЛІКРИСТАЛІЧНИХ ДОЛІТ

Лабораторная работа

Производство и промышленные технологии

Лабораторна робота № 1 БУДОВА ТА КОНСТРУКТИВНІ ОСОБЛИВОСТІ ЛОПАТЕВИХ ТВЕРДОСПЛАВНИХ АЛМАЗНИХ ТА ПОЛІКРИСТАЛІЧНИХ ДОЛІТ Мета роботи: вивчити класифікацію та конструкцію лопатевих твердосплавних алмазних та полікристалічних доліт 1 Теоретичні відомості ...

Украинкский

2013-05-10

645.5 KB

16 чел.

Лабораторна робота № 1

БУДОВА ТА КОНСТРУКТИВНІ ОСОБЛИВОСТІ ЛОПАТЕВИХ, ТВЕРДОСПЛАВНИХ, АЛМАЗНИХ ТА ПОЛІКРИСТАЛІЧНИХ ДОЛІТ

Мета роботи: вивчити класифікацію та конструкцію лопатевих, твердосплавних, алмазних та полікристалічних доліт

1 Теоретичні відомості

Породоруйнуючі інструменти (бурові долота) призначені для концентрованої передачі енергії гірській породі з метою її руйнування і формування вибою свердловини.

За характером руйнування породи бурові долота класифікують таким чином:

  1.  Долота ріжуче-сколюючої дії, які призначені для розбурювання в’язких і пластичних порід невеликої твердості та малої абразивності.
  2.  Долота дробильно-сколюючої дії, які призначені для розбурювання порід середньої твердості.
  3.  Долота дробильної дії, які призначені для розбурювання неабразивних, абразивних твердих, міцних та дуже міцних порід.
  4.  Долота ріжуче-стираючої дії, які призначені для буріння в неабразивних породах середньої твердості і твердих, а також для розбурювання порід, що чергуються за  твердістю, абразивних і неабразивних порід.

За призначенням долота можуть бути об’єднані в три групи:

  1.  Для руйнування породи з утворенням  суцільного вибою свердловини;
  2.  Для руйнування породи з утворенням  кільцевого вибою свердловини;
  3.  Для виконання спеціальних робіт.

За формою виконання робочого органу бурові долота поділяються на:

  •  лопатеві;
  •  шарошкові;
  •  алмазні і твердосплавні.

За конструктивним виконанням промивальних вузлів:

  •  з центральним одним отвором;
  •  з периферійними декількома отворами;
  •  з гідромоніторними насадками;
  •  з асиметричною одною насадкою;
  •  з центральним продуванням;
  •  з боковим продуванням.

За типом і стійкістю озброєння долота поділяються на:

  •  буріння м’яких порід;
  •  буріння порід середньої твердості;
  •  буріння твердих порід;
  •  буріння міцних порід.

ЛОПАТЕВІ ДОЛОТА

Лопатеві долота за принципом руйнування гірської породи поділяють на два різновиди:

  1.  Долота, які руйнують гірську породу за принципом різання, або лопатеві долота ріжуче-сколюючої дії (PC);
  2.  Долота, які руйнують гірську породу за принципом стирання, або лопатеві долота стираюче-ріжучої дії (СтР).

Робочий елемент долота називається лопаттю (лопатою), якщо його висота значно більша за ширину, та сектором, якщо його висота менша або дорівнює ширині. На секторах, як правило, розташовують декілька рядів елементів озброєння, тоді як на лопаті не більше двох.

Переваги лопатевих доліт над шарошковими:

  •  простота конструкції та технології виготовлення;
  •  відсутність підшипників та інших внутрішніх вузлів і елементів;
  •  менша вартість;
  •  велика проходка за рейс (декілька сотень, а іноді і 1500-2000 метрів);
  •  більша механічна швидкість буріння.

До вад лопатевих доліт належать:

  •  значна втрата діаметра долота;
  •  необхідність прикладання до лопатевого долота великого крутного моменту, який би перевищував момент опору обертання долота;
  •  інтенсивніший знос ріжучих елементів, оскільки вони перебувають у безперервному контакті з розбурюваною породою;
  •  неефективність лопатевих доліт при бурінні щільних, твердих і абразивних порід. У твердих, міцних і дуже міцних породах лопатеві долота не застосовують.

За кількістю робочих органів лопатеві долота поділяють на одно-, дво-, три-, чотири-, шести- та багатолопатеві.

Лопатеві долота ріжуче-сколюючої дії

Лопатеві долота ріжуче-сколюючої дії виготовляють двох типів – М та МС. Озброєння цих доліт виконують у вигляді лопатей із суцільним ріжучим краєм. Лопатеві долота ріжуче-сколюючої дії виготовляють дволопатевими (2Л) діаметром від 76 мм до 165,1 мм та трилопатевими діаметром від 120,6 мм до 469,9 мм.

Долото складається з корпусу і лопатей (дволопатеві долота - суцільноковані, а трилопатеві - з привареними лопатями). Долото має систему промивання вибою, яка включає внутрішню порожнину та промивальні отвори. Корпус зверху має різьбу для з'єднання з бурильною колоною.

Лопаті виконані загостреними і дещо нахилені до осі долота в напрямку обертання. Лопаті розміщені одна до одної під кутом 180°(2Л) і 120°(ЗЛ). Лопаті доліт армовані твердим сплавом. На передніх гранях лопатей виконані пази, які у доліт типу М заплавляють зерновим релітом, а у доліт типу МС в пази впаюють твердосплавні пластини, а потім передня грань лопатей наплавляється твердим сплавом (релітом). Бокові грані, які калібрують стінку свердловини, кожної лопаті армують твердосплавними штирями зі сплаву ВК8-В шляхом їх запресування з подальшим наплавленням зверху реліту. Передбачається також захисне покриття всіх наплавлених поверхонь спеціальним чавуном.

Схему дволопатевого долота наведено на рисунку 1.1. Лопатеве долото складається з корпусу 1 і лопаті 2. У верхній частині корпусу нарізується приєднувальна різьба 3 (в даному випадку внутрішня муфтова), а в нижній частині – просвердлені промивальні отвори 4 без сопел. Бокові калібруючі і інші робочі поверхні лопатей зазвичай покривають релітом 5 або чавуном 6.

Рисунок 1.1 – Схема дволопатевого долота ріжуче-

сколюючої дії

Трилопатеве долото (рис. 1.2) складається із корпуса 1, лопатей 2, сопла 7, ущільнюючого кільця 3 для герметизації промивального вузла і зазору між соплом 7 та гніздом в корпусі долота, байонетної шайби 5 для утримання сопла, болта 8 із стопорною шайбою 9 для кріплення байонетної шайби. Твердосплавні штирі 4 і пластини 10 запресовуються майже повністю нарівні з поверхнею лопаті. Приєднувальна різьба 6 на верхній частині корпуса 1 є зовнішньою, ніпельною.

Рисунок 1.2 – Схема трилопатевого долота ріжуче-

сколюючої дії

Лопатеві долота виконують зі звичайною та гідромоніторною системою промивання, причому гідромоніторна система тільки у трилопатевих доліт. Звичайна система промивання включає внутрішню порожнину і промивальні отвори. Кількість промивальних отворів збігається з кількістю лопатей. Струмінь рідини, який формується системою промивання, направляється на вибій перед передньою гранню лопаті.

Лопатеві долота стираюче-ріжучої дії

Лопатеві долота стираюче-ріжучої дії (СтР) призначені для розбурювання м'яких абразивних МСЗ (слабозцементовані пісковики та алевроліти) та середньої твердості неабразивних гірських порід С (глинисті сланці, аргіліти, гіпси).

Озброєння цих доліт виготовляють у вигляді лопатей з гребінчастим ріжучим краєм. Долота типу МСЗ виконують трилопатевими діаметром від 190,5 до 269,9 мм, а типу С — шестилопатевими діаметром від 76 до 269,9 мм. Принципова відмінність доліт стираюче-ріжучої дії (СтР) від доліт ріжуче-сколюючої дії (PC) – переривчасте (гребінчасте) виконання ріжучого краю для забезпечення більшого тиску озброєння на вибій і покращення охолодження ріжучих елементів промивальною рідиною. Це досягається встановленням в сталевій лопаті штирів із твердого сплаву ВК8-В зі значним вильотом над торцем лопаті долота.

Армування бокових граней лопатей таке ж, як і доліт ріжуче-сколюючої дії. Після встановлення штирів передня і бокова грані лопаті наплавляються твердим сплавом. Периферійна частина лопатей долота стираюче-ріжучої дії скошена, на відміну від лопатей долота ріжуче-сколюючої дії.

Трилопатеве долото стираюче-ріжучої дії (рисунок 1.3) оснащено однією повною і двома зменшеними лопатями, що сприяє зменшенню крутного моменту.

1 – корпус; 2 – лопаті; 3 – твердосплавні штирі; 4 – сопло; 5, 8 – байонетна і стопорна шайби; 6 – ущільнююче кільце;     7 – болт.

Рисунок 1.3 – Схема трилопатевого долота стираюче-

ріжучої дії

Шестилопатеве долото стираюче-ріжучої дії (рисунок 1.4) має одну повну і дві зменшені лопаті, подібні лопатям трилопатевого долота стираюче-ріжучої дії, і додатково на корпусі три калібруючі лопаті. Для підвищення запасу озброєння на периферії робочих лопатей твердосплавні штирі (зубці), встановлені у два ряди. Така конструкція дозволяє забезпечити велике навантаження озброєння на вибій, порівняно рівномірний розподіл озброєння по радіусу, практично круглий переріз свердловини та знизити швидкість зменшення діаметра.

Рисунок 1.4 – Схема шестилопатевого долота стираючо-

ріжучої дії

Пікоподібні долота

Пікоподібні долота призначені для розширення та пророблення ствола свердловини (типу ПР), розбурювання цементного каменю і металевих предметів в обсадній колоні після її цементування (типу ПЦ) та буріння відносно неглибоких свердловин у піщано-глинистих, алевролітових і мергелевих відкладах II—V категорій буримості (пікобури).

Однолопатеві долота мають загострену під кутом 90° лопать, яка за формою нагадує піку, і тому одержали назву пікоподібних. Робочий край лопаті скошений під кутом 45° і армується з набігаючого боку твердосплавними пластинами та релітом.

У пікоподібного долота типу ПР (рисунок 1.5) бокові калібруючі поверхні лопаті армують твердосплавними штирями, оскільки вони є робочими, тобто руйнують і калібрують стінки свердловини при розширенні та проробленні ствола.

У пікоподібних доліт типу ПЦ бокові поверхні не армують твердим сплавом з метою запобігання пошкодження внутрішніх стінок обсадних колон.

Для пропуску промивальної рідини долота типу ПР і ПЦ мають два промивальні отвори.

Пікобур виконують у двох модифікаціях: ступінчастий і безступінчастий. Пікобур складається з корпусу та привареної до нього лопаті. Бокові ребра лопаті армують твердосплавними штирями. Всередині корпусу знаходиться осьова порожнина, в яку поступає промивальна рідина.

У ступінчастого пікобура ступені укріплюються твердосплавними різцями. Кількість ярусів ступеней може бути три і більше у залежності від діаметра та призначення

Еліптичні долота

Еліптичні лопатеві долота призначені для буріння свердловин іншим стволом (відразу після вирізання для нього вікна в обсадній колоні).

Вони можуть також використовуватись і як пілот-долото в комплекті з розширювачем для направлення і центрування розширювача при розширенні. Еліптичні долота оснащені чотирма лопатями. Від лопатевих вони відрізняються звуженим пікоподібним контуром, кулеподібним корпусом і невеликими виступаючими за нього лопатей (рисунок 1.6). Дві лопаті вкорочені і призначені для калібрування стінок свердловини, стабілізації і центрування долота. Вони розташовані під кутом 90° до сусідніх великих лопатей. Їх калібруючі ребра армовані твердосплавними штирями, а між ними релітом.

Великі лопаті мають еліптичний зовнішній контур і виконують основну роботу по руйнуванню гірської породи. По калібруючих ребрах їх армують твердосплавними штирями. Крім того, вони також захищені і по передній (набігаючій) поверхні шматочками подрібненого твердого сплаву або твердосплавними пластинками, які встановлюють у відповідних гніздах, вифрезерованих у лопатях. Долота, армовані ріжучими елементами у вигляді твердосплавних пластин відносять до типу М, а ріжучими елементами у вигляді шматочків подрібненого твердого сплаву - до типу МС. Корпус та лопаті виготовляють зі сталі, а твердосплавні елементи - із суміші карбіду, вольфраму та кобальту.

1 – корпус; 2 – пікоподібна частина; 3 – твердосплавні пластини; 4 – твердосплавні штирі

Рисунок 1.5 – Пікоподібне долото

Промивальний вузол складається із осьової порожнини та двох каналів, які виходять з неї і розміщені діаметрально протилежно (під кутом 180°). Еліптичні долота виготовляють типу М та МС.

1 – твердосплавні штирі; 2,3 – робочі лопаті; 4 – кулеподібний корпус; 5 – шматочки подрібненого твердого сплаву.

Рисунок 1.6 – Еліптичне долото

ТВЕРДОСПЛАВНІ  ДОЛОТА

Головною характерною особливістю твердосплавних доліт є ріжучі елементи із надтвердого матеріалу „Славутич", створеного інститутом надтвердих матеріалів (ІНМ) НАН України.

Твердосплавні долота випускають трьох різновидів: ріжучі, зарізні або торцеві та стираючі. Перші за конструкцією та дією на вибій майже ідентичні лопатевим, другі - фрезерним, а треті - алмазним.

Елементи „Славутича" прикріплюють до корпусу долота або до його лопатей з допомогою пайки. Ці елементи (вставки) можуть мати різну форму робочої поверхні (напівсферичну, заокруглену, круглу, клиноподібно-конічну, клиноподібну, плоску), різну марку та його вміст (об'єм, виражений в см3). Форма робочої поверхні твердосплавних елементів, кількість та схема їх розташування, а також вміст та марка матеріалу „Славутич" залежать від типу долота.

Позначення лопатевих доліт:

Твердосплавні долота призначені для буріння глибоких свердловин у м'яких, середніх та твердих неабразивних і малоабразивних гірських породах (аргіліти, алевроліти, мергелі, пісковики, ангідрити, вапняки).

Твердосплавні долота у два-три рази дешевші за алмазні, менш чутливі до динамічних навантажень та неоднорідностей у гірських породах, не вимагають спеціальної підготовки ствола свердловини і вибою перед спуском. Ці переваги дозволяють твердосплавним долотам успішно конкурувати з алмазними та іншими долотами при бурінні на великих глибинах (більше 2500 м). На малих глибинах через низьку механічну швидкість проходки, за винятком доліт ріжучого типу, твердосплавні долота застосовувати недоцільно.

Ріжучі твердосплавні долота

Ріжучі твердосплавні долота призначені для буріння переважно глибоких свердловин у м'яких і середніх пластичних породах.

Ріжуче твердосплавне долото складається зі сталевого пустотілого корпусу, трьох основних, великих лопатей і трьох додаткових, вкорочених лопатей (рисунок 1.7). Периферійні поверхні (ребра) всіх лопатей армують вставними твердосплавними штирями, а нижні краї великих лопатей - вставками зі "Славутича". Ці вставки на відміну від штирів виступають на поверхню і мають напівсферичну головку. На калібруючій поверхні лопатей вставки мають плоску робочу поверхню.

За зовнішнім виглядом і конструкцією ріжуче твердосплавне долото подібне на шестилопатеве долото стираючо-ріжучої дії (6ИРГ), але відрізняється від нього формою робочих лопатей, способом їх закріплення на корпусі долота та розміщенням  додаткових  лопатей.  У  твердосплавного  долота

1,2,3 – основні лопаті; 4 – корпус; 5 – додаткові лопаті; 6 – твердосплавні штирі; 7 – струминні сопла; 8 – вставки зі “Славутич”.

Рисунок 1.7 – Ріжуче твердосплавне гідромоніторне долото

основні великі лопаті сходяться разом на центральній осі долота і установлюють перед приварюванням у спеціальні пази на корпусі, який виконують секційним. Вкорочені (додаткові) лопаті також встановлюють в пази, які розміщенні на різних віддалях від найближчих великих лопатей (асиметрично відносно основних великих лопатей). Леза основної лопаті з тильної сторони загострена під від'ємним кутом (біля 15°), що сприяє кращому руйнуванню м'яких і середніх порід.

В долотах ріжучого різновиду встановлюють мінімальну кількість вставок, яка повинна забезпечити не більше ніж півторакратне перекриття вибою. Це дозволяє при відносно невеликих осьових навантаженнях на долото створити значні питомі навантаження на ріжучі елементи, що забезпечує високу механічну швидкість проходки у м'яких і середніх породах.

Вміст "Славутича" збільшується від центральних до периферійних ділянок лопатей долота. Кількість „Славутича" в долотах ріжучого різновиду у 6 - 10 разів менша, ніж у стираючих твердосплавних долотах.

Долота ріжучого різновиду випускають наступних модифікацій:

  •  залежно від марки та вмісту „Славутича" типів М, МС, С;
  •  залежно від форми профілю великих робочих лопатей і сформованого вибою (округлений-випуклий та випукло-ввігнутий) у двох модифікаціях;
  •  у трьох модифікаціях за конструкцією промивального вузла (гідромоніторне (рисунок 1.7), без сопел з вузькими циліндричними промивальними отворами та з широким промивальним отвором, розділеним лопатями на три сектори (рисунок 1.8)).

1 – великі лопаті; 2 – осьова порожнина; 3 – корпус.

Рисунок 1.8 – Ріжуче твердосплавне долото з широким промивальним отвором

Зарізні  твердосплавні долота

Зарізні або торцеві твердосплавні долота призначенні в основному для буріння нових орієнтованих свердловин, але можуть використовуватись і для буріння звичайних свердловин, а також при ліквідації аварій. Це типові фрезерні торцеві долота, які армовані не твердим сплавом, а вставками із "Славутича". Вони мають суцільний пустотілий циліндричний корпус. Нижня торцева поверхня виконана ввігнутою у вигляді внутрішнього конуса (перекинутої лійки) і порізана відкритими радіальними канавками, які сполучаються з порожниною корпусу поздовжніми внутрішніми каналами, а з боковою зовнішньою поверхнею долота та кільцевим простором — поздовжніми пазами (рисунок 1.9). Вся торцева і бокова поверхні нижньої частини корпусу захищенні вставками зі "Славутича". Зарізні долота виготовляють типу МС.

1-пустотілий циліндричний корпус; 2-вставки зі „Славутича"; 3-повздовжні внутрішні канали; 4-радіальні канавки;    5- поздовжні пази.

Рисунок 1.9 - Зарізне (торцеве) твердосплавне долото

Стираючі твердосплавні долота

Стираючі твердосплавні долота призначенні для буріння  глибоких свердловин у м'яких, середніх і твердих породах, переважно осадового походження. Ці долота чинять таку ж мікроріжучу дію на вибій, як звичайні алмазні долота. За конструкцією та зовнішнім виглядом вони аналогічні деяким алмазним долотам (вітчизняним і закордонним).

Як і алмазні долота, стираючі твердосплавні долота можуть бути виконані з округленою вкороченою циліндричною головкою, яка має відносно плоску торцеву центральну частину майже без внутрішнього конуса (рисунок 1.10). Робочі поверхні головки розділені зовнішніми промивальними каналами на сектори. Кожний сектор армується вставками зі "Славутича". На центральній частині вони розміщуються спіральними витками, на торцевих сходинках зовнішнього конуса кільцевими дугами, а на боковій циліндричній калібруючій поверхні – поздовжніми рядами. Між вставками розміщуються шламові канавки - спіральні, дугові або поздовжні. Форма виконання вставок може бути різноманітна, навіть на одному долоті. Так, вставки центральної частини, як правило, мають напівсферичну робочу поверхню, вставки зовнішнього конуса клиноподібно-конічну або клиноподібну робочу поверхню, а периферійні - плоску. Долото може мати як звичайну, так і гідромоніторну систему промивання.

1 -напівсферичні вставки зі „Славутича"; 2-клиноподібно-

конічна або клиноподібна вставка зі „Славутича"; 3-плоска  вставка зі „Славутича"; 4-циліндрична головка;           5-корпус; 6-бокові прорізи.

Рисунок 1.10 - Стираюче твердосплавне долото

Стираюче долото може бути виконане і з подовженою, яка звужується, біконічною головкою. Зовнішня поверхня головки має зовнішні канали і широкі прорізи, між якими розміщені радіально-поздовжні припливи, які іноді називають лопатями. Промивальна рідина попадає у зовнішні канали і прорізи поздовжніми внутрішніми каналами, які просвердлені на стику кожних двох припливів. Дане долото забезпечує поступове заглиблення у породу вибою з його розширенням до належного розміру. Така форма дозволяє розмістити найбільшу кількість ріжучих породоруйнуючих елементів, сприяє зменшенню ефекту поршнювання при спуско-піднімальних операціях і веде до покращення очищення вибою свердловини від вибуреної породи.

Кількість, ширина і висота припливів (лопатей) залежить від діаметра долота та його призначення. Долота діаметром 105 - 188 мм виготовляють з п'ятьма, діаметром 212 мм - з шістьма, а діаметром 243 - 392 мм з семи і дев'яти приливами.

Стираючі долота випускають трьох типів М, МС, С, діаметром від 138 до 392 мм.

АЛМАЗНІ ДОЛОТА

Головною особливістю алмазних доліт є наявність в них алмазних ріжучих елементів, тобто алмазів (природних або синтетичних). В бурових долотах зазвичай використовують найменш цінну різновидність природного алмазу, що називається карбонадо або чорні алмази, яка характеризується меншою твердістю, але більшою в’язкістю.

Алмазне долото складається з (рисунок 1.11, а): порожнинного сталевого корпусу, що включає головку 1 і перехідник 2 з  різьбою, матриці 3, на секторах якої розміщені алмази 4. У матриці долота виконані промивальні отвори 5, які переходять в промивальні канали 6.

Алмази на секторах кріплять різними способами. Найбільш поширений спосіб порошкової металургії. Алмазні  зерна розкладають в прес-формі по заданій схемі і фіксують клеєм. Потім у прес-форму засипають порошкоподібну  шихту (наприклад, суміш карбіду вольфраму і кобальту) і спресовують, причому як пуансон використовують головку породоруйнівного інструменту. Далі інструмент спікають при температурі близько 1300 °С у захисному середовищі (наприклад, у водневій печі). Зерна алмазів повинні виступати над матрицею на 1/5÷1/4 від їх діаметру. Для оголення алмазів, якщо це не було передбачено в пресформі, використовується піскоструминна обробка робочих поверхонь інструменту.

Позначення твердосплавних доліт:

Долота з алмазами, розміщеними тільки в поверхневому шарі матриці, називаються одношаровими. При цьому використовують алмази діаметром 2-3 мм (від 3 до 12 зерен на карат). При оснащенні породоруйнівного інструменту дрібними алмазами (до 1000 зерен на карат) їх розміщують в поверхневому шарі матриці завтовшки 5-6 мм (алмази входять до складу шихти). Такі долота називають імпрегнованими (рисунок 1.11, б).

При бурінні твердих і міцних абразивних порід знос матриці є інтенсивніший, тому з метою запобігання зношуваності алмазів матриця у таких доліт повинна бути стійкішою до зношування. В м’яких породах та породах середньої  твердості матриця зношується мало, тому необхідно використовувати менш стійкіший матеріал для виготовлення матриці.

По формі і напрямку промивальних канавок, робочих органів і всієї робочої поверхні долота виділяють три типи алмазного долота: радіальний (рисунок 1.12, а), ступеневий (рисунок 1.12, б) та спіральний (рисунок 1.12, в).

Розміри алмазних доліт по номінальному діаметру дещо зменшені (близько 2 мм) відносно нормального ряду іншого типу доліт.

Рисунок 1.11 – Секторні ріжучо-стираючі алмазні долота

Долота всіх типів виготовляють двох класів, тобто із природними та синтетичними алмазами і призначені для буріння свердловин у м’яких, середніх та твердих породах з низькою та середньою абразивністю.

а – одношарове радіальне біконічне долото; б – ступеневе; в – спіральне; г – імпрегноване.

Рисунок 1.12 – Алмазні долота різних типів

Шифри алмазних доліт включають дві, три або чотири букви, які вказують на вид інструменту, його конструктивні особливості і спосіб армування, діаметр долота (зовнішній та внутрішній діаметр бурильної головки), його тип і модифікацію:

  •  перша буква: Д - алмазне долото; К – алмазна бурильна головка.
  •  друга буква: Р - долото з радіальним розміщенням зовнішніх каналів і гладкою зовнішньою робочою поверхнею матриці; К - долото з вузькими і глибокими напірними каналами, які розділяють кожний сектор на виступи-лопаті, і тороподібними виступами зовнішнього і внутрішнього конусів; Л - долото з великою кількістю і малою шириною радіально поздовжніх виступів (лопатей); В - зарізне долото з плоским робочим торцем та внутрішнім конусом у вигляді перекинутої лійки і вкороченою калібруючою частиною; И – імпрегноване алмазне долото (при відсутності цієї букви – одношарове долото); У - долото оснащене оригінальною „X" перемичкою, яка обмежує заглиблення великих поверхневих алмазів у тверду породу, охороняє їх від пошкодження, оснащена імпрегнованими алмазами, руйнує породи середньої твердості, не перешкоджає заглибленню великих алмазів у м'які породи і може мати дрібні тороподібні виступи; Т -ступінчаста форма робочої поверхні.
  •  третя буква С – долото оснащене штучними (синтетичними) алмазами.
  •  четверта буква – И означає те саме, що і друга (імпрегноване алмазне долото).

Позначення алмазних доліт:

ПОЛІКРИСТАЛІЧНІ ДОЛОТА

Полікристалічні алмазні долота або долота "Stratapax" (рисунок 1.13) призначені для буріння м'яких, середніх порід у глибоких свердловинах. Це майже типові фрезерні, в основному торцеві долота, армовані новими зносостійкими матеріалами. Від твердосплавних доліт відрізняються головним чином формою виконання, способом виготовлення та розміщення породоруйнуючих ріжучих елементів. Долота „Stratapax" можуть бути виготовлені із твердосплавною матрицею, яка формує робочу головку корпусу.

а-кулеподібна робоча головка; б-плоско-випукла робоча головка; в-плоска торцева робоча поверхня (фрезерний різновид) г-заокруглена торцева робоча поверхня.

1-ніпель; 2-корпус; 3-бокові прорізи; 4-робоча торцева поверхня; 5-канал; 6-калібруюча поверхня; 7-периферія робочої головки; 8-твердосплавні зубці „Stratapax"; 9- струминні твердосплавні сопла.

Рисунок 1.13 – Долота типу „Stratapax"

Полікристалічні алмазні долота руйнують гірську породу ріжуче-сколюючою дією, що забезпечує високу механічну швидкість проходки. Для створення ріжучої дії на породу необхідні невисокі осьові навантаження.

За конструкцією полікристалічні алмазні долота представлені чотирма основними типами. Долота типу 1 використовують при роторному способі буріння та у поєднанні з низькообертовими вибійними двигунами. Долота типу 2 – при бурінні з обмеженим осьовим навантаженням для попередження викривлення ствола свердловини. Долота типу 3 – гідромоніторні. Долота типу 4 застосовують при бурінні з використанням промивальних рідин із великим вмістом твердої фази.

Головна особливість доліт „Stratapax" - це наявність в їх ріжучих елементах тонкого шару синтетичних і полікристалічних алмазів. Цей шар міцно з'єднується з потовщеною основою - субстратом. Одержана таким чином монолітна пластинка володіє високою міцністю і зносостійкістю, а за твердістю лише трохи поступається природним алмазам. Порівняно з природними алмазами така пластинка характеризується рівномірним розподілом властивостей у всіх напрямках, що запобігає утворенню тріщин і надає ріжучому елементу високу стійкість абразивному зносу. Пластинки можуть мати різну форму і габарити (товщину, ширину та ін.). Пластинки виготовляють, як правило, дископодібними (типу „Stratapax"). Діаметр пластинок від 12,7 до 50,8 мм. Пластинка має твердосплавну основу (твердий сплав типу ВК), яка покрита шаром полікристалічного алмазу (рисунок 1.14 а). озброєння і схеми їх взаємодії з гірською породою. Товщина алмазного шару 0,5-0,7 мм. Міцність твердого сплаву на згин  на 70 % вища ніж міцність на згин полікристалічного алмазу. Тому в пластинці з шаровим розміщенням названих матеріалів оптимально поєднуються твердість, зносостійкість та міцність на згин.

Пластинки „Stratapax" витримують великі навантаження у випадку, якщо вони спираються на підставку, переважно із твердого сплаву. Тому їх не прикріплюють безпосередньо до корпусу, а використовують як ріжучий елемент, виконаний у вигляді циліндричного штиря або зубця. Ріжучий елемент складається з підставки і пластинки, яка має шар синтетичних полікристалічних алмазів (рисунок 1.14). Підставка має в основному циліндричну зовнішню поверхню. Пластинка „Stratapax" прикріплюється до плоскої грані, яка забезпечує у процесі буріння нахил поверхні алмазного шару під від'ємним кутом до вибою свердловини.

а - пластинки типу „Stratapax”; б – пластинки типу „Ballaset”;

в – різець із пластинок типу „Ballaset”; г, д – схеми взаємодії взірців з породою.

1 – твердосплавна основа; 2 – шар полікристалічного алмазу;  3 – опора; 4 – підставка.

Рисунок 1.14 – Алмазотверлосплавні пластинки, елементи

озброєння і схеми їх взаємодії з гірською породою.

Пластинки кріпляться до твердосплавної основи методом дифузійного зварювання або під тиском в результаті чого одержують елемент у вигляді зубця (рисунок 1.14 г) або різця (рисунок 1.14 д), які кріпляться безпосередньо в лопастях або секторах доліт.

2 Виконання роботи

  1.  За вказівкою викладача студент отримує три типи долота.
  2.  Встановити призначення породоруйнівного інструменту: для буріння суцільним або кільцевим вибоєм, віднести його до бурових доліт або до бурильних головок відповідно, вказати застосовану ознаку
  3.  Дати характеристику кожного долота:
  •  вказати до якого типу відноситься;
  •  вказати спосіб руйнування гірської породи даним типом долота;
  •  порахувати число робочих органів породоруйнівного інструменту (лопатей, секторів);
  •  оглянути промивальні пристрої породоруйнівного інструменту. Визначити спосіб очищення вибою, який ними реалізується (промивка, продувка, центральна, периферійна (бічна), струминна (гідромоніторна, протічна);
  •  оглянути озброєння породоруйнівного інструменту. Встановити його тип (однорідне, комбіноване), технологічний процес виготовлення, застосовані конструкційні матеріали
  •  вказати для розбурювання якого типу порід призначене дане долото;
  •  перелічити які переваги та недоліки має дане долото над іншими;
  1.  Написати шифр кожного долота. Після цього звірити з шифром, вибитим на долоті.
  2.  Зробити порівняльні характеристики кожного з типів доліт.
  3.  Зробити короткі висновки щодо області застосування долота.
  4.  За результатами виконання п.2-6 зробити опис результатів огляду кожного типу долота.

Контрольні запитання

1. Для чого призначені бурові долота?

2. Як класифікують бурові долота?

3. Вкажіть переваги та недоліки лопатевих доліт?

4. Для розбурювання яких порід призначені лопатеві долота?

5. Яке з твердосплавних доліт призначене для забурювання нових стволів?

6. Для розбурювання яких порід призначені твердосплавні долота?

7. Яких різновидів бувають твердосплавні долота?

8. Що входить в систему промивання твердосплавного долота?

9. Які алмази використовують для армування алмазного долота?

10. Для розбурювання яких порід призначені алмазні долота?

11. Яких типів виготовляють алмазні долота?


тип долота

М – для м’яких порід

МС – для м’яких порід з пропластками середніх

С – для середніх порід

МСЗ – для м’яких абразивних з пропластками середньої твердості

діаметр долота, мм

система промивання

Г – гідромоніторна

вид долота

Л – долото ріжуче-сколюючої дії

ИР – долото стираючо-ріжучої  дії

Е – еліптичне долото

Х   Х   Х   Х   ХХ

кількість лопатей

1 - однолопатеве

2 – дволопатеве

3 – трилопатеве

4 – чотирилопатеве

5

2

1

1

порядковий номер конструкції

призначення долота

А – зарізне

Р – ріжуче

тип долота

М – для м’яких порід

МС – для м’яких порід з пропластками середніх

С – для середніх порід

Т – для твердих порід

система промивання

Г – гідромоніторна

діаметр долота, мм

Х   Х   Х   Х  Х   Х   Х

позначення долота

ІНМ – інститут надтвердих  матеріалів НАН України

УІНМ – завод виготовлювач Дрогобицький долотний завод

модифікація долота

конструктивні особливості

Р – радіальне розміщення каналів;

К – вузькі глибокі напірні канали;

Л – вузькі радіальні виступи;

В – зарізне;  

И – імпрегноване;

У – з Х – перемичкою;

Т – ступінчате.

тип долота

С – для середніх порід

СЗ – для середніх абразивних порід

СТ – для середніх порід з пропластками твердих

Т – для твердих порід

основні розміри, мм

перша цифра – номінальний діаметр

друга цифра – внутрішній діаметр бурильної головки

С – долото оснащене синтетичними алмазами

Х Х Х Х  Х   Х   Х

вид інструменту

Д – алмазне долото

К – алмазна бурильна головка


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

32994. ТИПЫ СОЦИАЛЬНОЙ ДИНАМИКИ 41.62 KB
  Конт который и ввел этот термин в научный оборот подразумевал под ним однонаправленные поступательные процессы общественного развития исключающие скачки и перерывы. Между тем понятие социальная динамика отражает определенную и весьма существенную сторону общественного развития в целом. ЦИКЛИЧЕСКИЙ ТИП СОЦИАЛЬНОЙ ДИНАМИКИ В общественной жизни широко распространены циклические процессы имеющие собственную логику развития и специфические формы реализации. Они не могут быть сведены к случайным и кратковременным явлениям в наступательном...
32996. Интерфейс для офисного служащего 276.5 KB
  Выводится критерий для оценки качества интерфейса. Создается прототип интерфейса с шаблонами основных частозаполняемых документов для офисного служащего, удовлетворяющий полученному критерию. Проводится пилотный эксперимент для оценки работоспособности интерфейса.
32997. Философская концепция человека 20.64 KB
  Б Жизнь человека подчиняется биологическим законам Биоорганизация человека есть результат развития длинного ряда его предков животное обезъяналюди гомениды современный человек Человек в отличие от животных имеет такие биологические структуры которые служат материальными предпосылками для развития чисто человеческих особенностей: возникают органы позволяющие человеку трудиться рука мозг и прямая походка 2. Человек обладает качественными надбиологическими образованиями которые формируют социальную характеристику человека....
32998. Понятие науки, её функции 20.99 KB
  Теоретические уровни отдельных наук смыкаются в общетеоретическом философском объяснении открытых принципов и законов в формировании мировоззренческих и методологических сторон научного познания в целом. Социологический анализ деятельности института науки в современном обществе дает основание утверждать что главной функцией науки является производство и умножение достоверного знания позволяющего раскрывать и объяснять закономерности окружающего мира Указанная выше основная функция науки в современном обществе может быть конкретизирована и...
32999. Философия техники, Исследование первопричин техники 24.35 KB
  Исследование первопричин техники. Основоположником этого раздела философии является Эрнст Капп написавший Основные направления философии техники 1877. философия техники во-первых исследует феномен техники в целом во-вторых не только ее имманентное развитие но и место в общественном развитии в целом в-третьих принимает во внимание широкую историческую перспективу.
33000. Философия и ее предмет. Исторические условия возникновения философии 42.2 KB
  Философия - любовь к мудрости (от греч. phileo - люблю и sophia - мудрость) - возникает в VII-VI веках до н.э. в Древней Греции и на Востоке - в Индии и Китае. С тех пор не утихают споры о предмете философских размышлений, назначении философии, ее соотношении с другими формами человеческой духовной деятельности.
33001. ФИЛОСОФИЯ ДРЕВНЕГО ВОСТОКА 35.04 KB
  РВ вобрала в себя миф и ритуал в таком виде она несла зачаток как религиозного так и философского видения мира и человека. Есть там и идея макрокосмической эмбриогонии согласно которой рождение космоса рассматривается по аналогии с зачатием и рождением человека в материнском лоне. Космос порождает человека. В рамках древнеиндийской философии подчёркивается значение духовной стороны человека она приобретает здесь космический смысл.
33002. Милетская школа. Милетская школа философии 26.78 KB
  Обратимся к наиболее известному опровержению возможности движения – знаменитым апориям Зенона которого Аристотель назвал изобретателем диалектики. Но для философа вопрос ставиться не в плоскости эмпирического существования движения а в плане мыслимости его противоречивости и в системе понятия в диалектике его соотношения с пространством и временем. Элиатам не удалось доказать что движения нет. Они своими тонкими рассуждениями показали то что едва ли кто из их современников осмысливал что такое движение Сами они в своих размышлениях...