Что такое породоразрушающий инструмент
Породоразрушающий инструмент для горных работ
Твердосплавные коронки типа «СА», «СМ» предназначены для колонкового вращательно-ударного и вращательного способов проходки скважин в мягких и средней твердости породах I-VIII и частично IX категорий по буримости.
Долота буровые типа «К», «КНШ» используются для разрушения горных пород крепостью f=6-20 по шкале проф. М.М. Протодьяконова при бурении скважин погружными пневмоударниками на открытых и подземных горных работах.
Шлицевое или байонетное соединение бурового долота с пневмоударником обеспечивают надежное крепление и быструю смену инструмента.
Штыревые долота со штырями различной геометрии могут быть оснащены твёрдым сплавом отечественного или импортного производства повышенной стойкости для труднобуримых пород.
Шарошечными долотами осуществляется свыше 90% объема бурения на нефть и газ.
Они наиболее производительны и при бурении геологоразведочных (сплошным забоем) и взрывных скважин в крепких породах.
Для бурения шпуров перфораторами разного типа по горным породам крепостью до 20 по шкале проф. М.М. Протодьяконова используются коронки типа БКПМ, БКР, КТШ. Коронки, благодаря применению высоколегированной стали мартенситного класса марок 38ХН3МФА и 18Х2Н4МА для корпусов, специальной технологии пайки и термообработки, виброобъёмного упрочнения инструмента, имеют стойкость в 2-3 раза выше, чем однотипные коронки КДП.
Коронки со штангой соединяются через промежуточную латунную втулку, вставляемую в гнездо посадочного конуса.
Втулка компенсирует небольшие отклонения в размерах поверхности конуса штанги и корпуса коронки, обеспечивая эластичность соединения и тем самым, увеличивая усталостную прочность инструмента.
Для ударно-канатного бурения твердых и каменистых грунтов используется буровое долото со сменными лезвиями.
Удары бурового долота разрушают и измельчают твердую породу, а образовавшийся шлам извлекается со дна скважины с помощью желонки.
Если канатно-ударное бурение скважины происходит в несвязных, сыпучих грунтах, и сильно трещиноватых породах или хотя бы с прослойками такого грунта, то всегда сохраняется риск засыпки скважин грунтами.
Чтобы этого не допустить в скважину с самой верхней её части опускается обсадная труба.
На первом отрезке обсадной трубы закрепляется конусный расширительный башмак.
По мере увеличения глубины скважины, обсадные трубы под собственным весом или под действием несильных ударов сверху опускаются вниз.
Диаметр обсадных труб должен быть несколько большим, чем диаметр забивного стакана, чтобы последний мог свободно перемещаться в скважине.
Таким образом, диаметр скважины оказывается меньше диаметра обсадных труб, и часть грунта со стенок скважины срезается самой обсадной трубой.
Породоразрушающий инструмент в процессе бурения скважин
В ходе бурения скважин, предназначенных для добычи нефтегазового продукта, используется породоразрушающий инструмент различных видов.
Основное назначение этих предметов заключается в преодолении слоев, состоящих из твердой каменной породы и препятствующих проникновению к продуктивным горизонтам, содержащим нефть и газ
Эффективность применения инструмента обуславливается свойствами конкретной породы, поэтому перед тем, как определиться с инструментом, важно определить, какие пласты предстоит преодолеть в ходе бурения ствола. Правильно подобранные устройства сделают работу максимально быстрой и малозатратной.
Породоразрушающий инструмент: что это и зачем он нужен?
В рамках создания нефтяных и нефтегазовых скважин обычно применяются следующие разновидности:
Износоустойчивость долота – важный критерий, который зависит от времени эксплуатации, в которое долото может стереться до максимальных пределов, так что его потребуется заменить. Стойкость инструмента показывается в часах, она напрямую зависит от тех же критериев. Огромную важность имеет частота вращения инструмента, нагрузка, подаваемая на его основную ось, физические свойства рабочего раствора. Все эти критерии определяют не только длительность применения инструмента, но и характер бурения в тех или иных условиях.
Также важными факторами функциональности инструмента являются проходка и механическая бурильная скорость. Если проходка увеличивается, то объем манипуляций по спуску и подъему оборудования в стволе делается меньше, что влечет высокую эффективность работы. Если же увеличивается механический скоростной режим, занятость основных элементов оборудования снижается, поэтому износостойкость будет более высокой, а затраты энергии будут пропорционально падать.
Классификация породоразрушающего инструмента
Существует большое количество категорий долот, которые отличаются способами применения и функциональностью.
Инструменты классифицируются по свойствам материала, форме, составу компонентов, расположением отдельных частей касательно оси, интенсивностью выброса породы при работе и другим критериям.
Исходя из классификации, можно выделить три типа инструмента:
По типу материала, из которого может изготавливаться породоразрушающий инструмент, он делится на следующие типы:
Также буровые устройства классифицируются по конструкции промывочных приборов и мощности растворной струи. Всего существуют два типа таких долот – стандартные и струйные. Первый тип отличается тем, что раствор, создаваемый для бурения, вытекает через специальные промывочные отверстия, которые расположены в середине инструмента. Оттуда раствор течет на лопасти, и в забой попадает только небольшой процент жидкости. Что касается струйных долот, то в них жидкость попадает в забой через отверстия сбоку, благодаря чему раствор также разрушает породу.
Еще один признак классификации долот – степень воздействия на пласт, вызывающего разрушение породы, когда вращается бур. Можно выделить следующие типы породоразрушающего инструмента:
Исходя из этого разделения, можно сказать, что породоразрушающий инструмент следует подбирать в соответствии конкретных условий в каждом случае, беря во внимание геологический состав пластов, тип работы и другие факторы.
Типы породоразрушающего инструмента
Конструктивно шарошечное долото состоит из оси, сваренных друг с другом секций, вращающихся шарошек с зубцами. Шарошки, которые имеют форму конуса, разбивают породу в ходе бурения. При вращении долота инструмент ввинчивается в верхнюю грунтовую часть, из-за чего куски породы, отделяемые от общего пласта, дробятся на более мелкие.
Более эффективным представляется породоразрушающий инструмент, который работает по дробяще-скалывающему способу. Эта конструкция при функционировании сочетает дробление со скольжением шарошек по скважинному забою, благодаря чему осуществляется дополнительный скол обрабатываемого пласта. Лучше всего такие долота подходят для работы на твердых и средних горных породах.
В целом шарошечные приспособления отличаются и количеством используемых шарошек. Одношарошечные разновидности инструмента работают на увеличенной глубине, и такое приспособление обычно имеет усиленную опору, более износостойкие элементы для дробления. Лучше всего одношарошечные инструменты показывают себя при обработке известняковой, карбонатной породы с высокой степенью хрупкости. Что касается двухшарашечных разновидностей, то наиболее часто они используются для поисково-разведочных скважин.
Помимо этого, существуют долота трехшарошечного типа: этот вариант наиболее известен, поскольку они имеют удобную форму, идеально подходящую классическому скважинному стволу с круглым сечением. Благодаря трем шарошкам обеспечивается грамотное равновесие приспособления. Также выпускаются и четырехшарошечные долота, которые применяются в основном затрудненных условиях.
Лопастный породоразрушающий инструмент. Эти разновидности долот имеют сравнительно простое устройство, их достаточно легко выпускать и обслуживать. Они также отличаются по твердости породы, лучше всего выполняя бурение на размягченных грунтах с вязкой породой, которая имеет достаточно высокую пластичность. Особенности структуры позволяют давать проходку до 1,5 километров за рейс. Минусом конструкции является то, что время от времени нужно увеличивать диаметр скважины, а также быстрый износ инструментов, из-за чего их нужно часто менять.
Устройства лопастного типа отличаются по числу лопастей. Наиболее часто в нефтяной и газовой отрасли применяются трехлопастные приспособления, а также шестилопастные конструкции. Среди таких инструментов выделяются монолитные алмазные устройства, которые применяются на породах средней твердости либо высокой пластичности.
Разрушение при использовании долота с алмазной обработкой осуществляется путем микрорезки. Минусом алмазных инструментов считается их капризность: очень важно, чтобы в стволе и забое не было лишних веществ, примесей, инородных частиц, иначе алмазные фрагменты расколются и попадут в раствор для бурения.
Фрезерный породоразрушающий инструмент. Это самый простой тип конструкции, отличающийся повышенной прочностью и износоустойчивостью. В отличие от предыдущего вида инструмента, фрезерное долото не боится инородных тел и примесей в стволе, такие инструменты применяют для раскалывания, например, застрявших шарошек в забое и других посторонних предметов. Фрезерное оборудование используется и для того, чтобы раскалывать цементные пробки и мосты внутри ствола.
По конструкции фрезерное долото выглядит как удлиненный инструмент, который сделан монолитным с дробящими компонентами, которые усилены твердыми металлами. Промывка такого инструмента очень проста, а минусом считается малая проходка.
Истирающе-режущий инструмент. Такие долота имеют вставки из славутича, форма которых обусловлена условиями породы. Такие инструменты имеют высокую устойчивость к износу, невысокую стоимость и быструю проходку, а наличие сверхпрочных элементов не позволяет им ломаться.
Бурение скважин разными типами породоразрушающего инструмента
Породоразрушающий инструмент
Источник:
» ГОСТ 12071-2000. Грунты. Отбор, упаковка, транспортирование и хранение образцов»
(введен в действие Постановлением Госстроя РФ от 20.12.2000 N 129)
Смотреть что такое «Породоразрушающий инструмент» в других словарях:
породоразрушающий инструмент — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN rock cutting toolrock destruction tool … Справочник технического переводчика
Породоразрушающий инструмент — часть колонкового набора, которая непосредственно разрушает грунт при бурении скважины. Источник: ГОСТ 12071 2000: Грунты. Отбор, упаковка, транспортирование и хранение образцов ориги … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
ГОСТ 4.335-85: Система показателей качества продукции. Инструмент породоразрушающий. Номенклатура показателей — Терминология ГОСТ 4.335 85: Система показателей качества продукции. Инструмент породоразрушающий. Номенклатура показателей оригинал документа: 2.2. Коэффициент сохранения производительности (ГОСТ 27.004 85) 3. ПОКАЗАТЕЛИ ЭКОНОМНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Буровой инструмент — (a. drilling tool; н. Bohrwerkzeug, Bohrgerate; ф. outil de forage; и. herramientas de sondeo) общее название механизмов и приспособлений, применяемых при бурении шпуров, скважин и ликвидации аварий, возникающих в скважинах. По назначению … Геологическая энциклопедия
Буровой инструмент — – оборудование, применяемое при разработке скважин. По назначению подразделяется на породоразрушающий, технологический, вспомогательный и аварийный. К технологическому инструменту относится буровой инструмент, используемый непосредственно… … Нефтегазовая микроэнциклопедия
Нефтяная вышка — (Oil derrick) Устройство, предназначение и использование нефтяных вышек Информация об устройстве, назначении, описании и использовании нефтяных вышек Содержание — это разрушения с помощью специальной техники. Различают два вида бурения:… … Энциклопедия инвестора
Бурение — процесс сооружения горной выработки цилиндрической формы скважины (См. Скважина), Шпура или шахтного ствола путём разрушения горных пород на забое, Б. осуществляется, как правило, в земной коре, реже в искусственных материалах (бетоне,… … Большая советская энциклопедия
Бурение — Общая схема буровой установки: 1 буровое долото; 2 УБТ; 3 бурильные трубы; 4 кондуктор; 5 устьевая шахта; 6 противовыбросовое устройства; 7 пол буровой установки; 8 буровой ротор; 9 … Википедия
ГОСТ 12071-2000: Грунты. Отбор, упаковка, транспортирование и хранение образцов — Терминология ГОСТ 12071 2000: Грунты. Отбор, упаковка, транспортирование и хранение образцов оригинал документа: Бороздовый метод отбора образцов грунта отбор образцов грунта нарушенного сложения, устойчивого в стенках горных выработок,… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Буровая каретка — (a. drill carriage, drill steel car; н. Bohrwagen, Bohrgeratwagen; ф. jumbo, chariot de forage; и. carro de perforacion) установка для механизир. бурения шпуров и скважин в подземных горн. выработках. В горизонтальных и наклонных горн.… … Геологическая энциклопедия
Лекция 5. Породоразрушающий инстумент
Основным породоразрушающим инструментом при бурении являются буровые долота.
1. Долота делятся по:
— для сплошного бурения;
— для бурения с отбором керна
в) по воздействию на породу:
— режуще-скалывающего типа (лопастные);
— дробяще-скалывающего типа (шарошечные);
— режуще-истирающего типа (ИСМ, алмазные)
Основной объем бурения в России производится шарошечными долотами. В соответствии с ГОСТ 20692-75 шарошечные долота изготавливаются следующих типов. (см. табл. 5.1)
Рациональное сочетание типа шарошечного долота и разбуриваемой породы приведено в таблице № 5.2
| Тип долота | Литологическая характеристика разбуриваемой породы |
| М | Глины плотные, слоистые и неслоистые, известковистые и неизвест-ковистые, часто песчанистые и слюдистые, иногда с пиритом и конкрециями сидеритов, с прослоями рыхлых глинистых песчаников и алевролитов, глинистых слюдистых мергелей и известняков. Глины с прослоями мелкозернистого песка и вулканического пепла. Известняки и ракушечники. |
| МЗ | Переслаивание плотных глин, алевролитов, глинистых или карбонатных песчаников и мергелистых известняков. Чередование аргиллитов известковистых и неизвестковистых, алевролитов, песчаников разнозернистых кварцевых с известково-ангидритовым цементом, гли-нистых сланцев. Известняки органогенные с прослоями разнозернистых песчаников, слюдистых глин и алевролитов |
| МС | Глины песчанистые, аргиллитоподобные, опоковидные. Аргиллиты с прослоями разнозернистых песчаников, глинистых алевролитов, известняков и конгломератов, сцементированных известково-глинистым цементом |
| МСЗ | Глины пестроцветные и алевролиты с прослоями известняков. Чередование аргиллитов известковистых и неизвестковистых с алевролитами и песчаниками разнозернистыми, известковистыми, кварцевыми, слабослюдистыми. Аргиллиты, алевролиты, песчаники различного состава с прослоями песчанистых доломитов. Конгломераты разногалечные, местами крупновалунные, с прослоями песчаников и глин. Известняки органогенные, глинистые, доломитизированные с прослоями доломитов, мергелей, ангидритов или аргиллитов. Пересла-ивание песчаников разнозернистых, кварцевых, глинистых, плотных аргиллитов, иногда известковистых, местами переходящих в мергель; аргиллитов тонкослоистых, кварцевых, глинистых |
| С | Известняки и доломиты пелитоморфные мелкокристаллические, местами брекчиевидные, слабодоломитизированные; известняки ракушечники; мел писчий. Глины плотные, тонкослоистые, опоковидные, аргил-литоподобные, алевритистые, известковистые, слюдистые, иногда загипсованные. Аргиллиты слоистые, известковистые; мергели песчанистые. Песчаники различной плотности, разнозернистые, часто известковистые и глинистые; алевролиты плотные и рыхлые, слюдистые, известковистые. Конгломераты разногалечные, местами крупновалунные. Каменная соль крупнокристаллическая, с прослоями глин, ангидритов, доломитов, известняков |
| СТ | Известняки и доломиты разнозернистые, иногда брекчиевидные, неравномерно глинистые, участками окремнелые. Переслаивание глин алевритистых, алевролитов, песчаников слабосцементированных, аргиллитов известковистых, ангидритов, гипсов, мергелей. Каменная соль крупнокристаллическая, с прослоями глин, мергелей, ангидритов, доломитов |
| СЗ | Известняки органогенно-обломочные, местами перекристализованные, иногда доломитизированные, с прослоями аргиллитов. Переслаивание плотных глин, иногда аргиллитоподобных, в различной степени песчанистых, известковистых, загипсованных с песчаниками разнозернистыми, кварцевыми, известковистыми, глинистыми, аргиллитами слюдистыми, иногда окремнелыми, алевролитами кварцевыми, песчанистыми, известковистыми |
| Т | Известняки мелко- и тонкозернистые, местами перекристаллизованные, часто доломитизированные, в различной степени окремнелые. Доломиты мелко- и тонкозернистые, пелитоморфные, плотные, иногда массивные, загипсованные, ангидритизированные. Переслаивание глин и глинистых сланцев песчанистых, слюдистых, алевролитов кварцевых, глинистых и песчаников разнозернистых, кварцевых, полимиктовых, слюдистых. Встречаются конгломераты и гравеллиты. |
| ТЗ ТКЗ | Известняки органогенные, тонкозернистые, пелитоморфные, участками окремнелые, доломитизированные. Доломиты мелко- и тонкозернистые, участками окремнелые, с включениями гипса. Аргиллиты иногда окремнелые. Алевролиты и песчаники мелкозернистые, кварцевые. Роговики, андезиты, андезитобазальты. |
| К | Известняки и доломиты окремнелые |
| ОК | Алевролиты тонкослоистые. Сланцы углисто-глинистые, филлитизированные. Песчаники кварцевые, кварцитовидные. Андезиты, андезитобазальты |
2. По конструкции шарошечные долота делятся на:
2.1. По количеству шарошек:
2.2 По расположению и конструкции промывочных или продувочных отверстий:
2.3 По конструкции опор шарошек:
Литерами А маркируются долота для низкооборотного бурения (до 150 об/мин),
К 139.7/52 ТКЗ— долото для отбора керна диаметром 139.7 мм, диаметр выносимого керна 52 мм, для бурения твердых абразивных пород с пропластками крепких.
В обозначении бурильных головок перед диаметром:
Буровой породоразрушающий инструмент
Все группы горных пород обладают собственными физико-механическими свойствами. Поэтому в процессе создания скважин используется буровой породоразрушающий инструмент, отличающийся видом режущей части и характером разрушения ими пород. И, конечно же, назначением. Так, создавая различного назначения скважины, специалисты используют:
По характеру воздействий на породу инструмент может быть дробящим, скалывающим, дробяще-скалывающим, режущим, режуще-скалывающим и истирающим. По используемым материалам – стальным, твердосплавным, алмазно-твердосплавным и алмазным.
ДОЛОТА БУРОВЫЕ. Отличаясь своей конструкцией, они делятся на:
БУРИЛЬНЫЕ ГОЛОВКИ. Бывают лопастными, шарошечными и матричными. Используются в составе колонковых наборов.
РАСШИРИТЕЛИ, предназначены для увеличения диаметра скважины и снижения параметров ее искривления.
ЦЕНТРАТОРЫ КАЛИБРАТОРЫ и СТАБИЛИЗАТОРЫ, – инструменты, служащие для центровки стволов скважин, а также их калибрования по диаметру используемых долот.
Основным назначением перечисленного выше породоразрушающего инструмента является эффективное преодоление пластов породы, котрые препятствуют доступу к продуктивным горизонтам. Состоящих из нефти, газа или воды.
«Завод Буровых Технологий» (Санкт-Петербург), изготавливающий в широком ассортименте буровой породоразрушающий инструмент, постоянно работает над увеличением его механической скорости и стойкости, которые значительно снижают затраты на бурение. Будучи правильно подобранным, буровой инструмент сделает проводимые вами буровые работы максимально быстрыми и малозатратными.