Особенности долот PDC
Буровой инструмент используется как в быту, при организации скважин, так и в промышленных масштабах, когда необходимо разбуривать горную породу.
Конструкция и назначение
В первую очередь алмазные PDC долота применяются для бурения компактными установками, когда при бурении шарошечным агрегатом нет возможности предоставить нужную нагрузку. Давление при подаче важно прикладывать при этом меньше при сравнимой или же большей скорости вращения.
Это буровое оснащение имеет действенный механизм разрушения горных пород. Само бурение выполняется впоследствии отбора керна. Возможно применять его для организации скважин.
За счет недоступности подвижных составляющих у долот рассматриваемого типа, если сравнивать с шарошечными, отсутствует риск того, что может потеряться часть инструмента, а все благодаря высочайшей износоустойчивости. При этом срок службы при абсолютной нагрузке больше в 3-5 раз.
Бурение обозначенным инвентарем вполне возможно в породах от податливых до жестких и даже абразивных. Принцип работы понять несложно, если вдуматься в конструктивные особенности установок. Так как разрушение породы наблюдается режуще-истирающим способом, что, собственно, значительно эффективней других методов, скорость проходки в податливых грунтах повыше. Этот показатель может превышать установленный при иных методах в 3 раза.
Подобный эффект достигается за счет особого корпуса и используемых материалов, из которых изготавливался режущий механизм.
Резцы этих долот могут самозатачиваться. Они же на твердосплавной базе покрываются слоем поликристаллического алмаза. Его толщина – 0,5-5 мм. Твердосплавное основание изнашивается скорее, чем поликристаллические алмазы, и от этого алмазное лезвие продолжает долгое время оставаться острым.
В зависимости от разбуриваемой породы долота данной группы могут быть:
- матричными;
- с корпусом из стали.
Металлический корпус и матрица имеют все шансы превосходить друг друга в некоторых моментах. От первого, например, зависит метод крепления режущих элементов. В матричном инструменте они же впаиваются в систему с применением простого припоя.
Для установки режущих элементов в сталь инструмент нагревают до температуры 440°С. После того как конструкция остывает, резец накрепко усаживается на свое место. Изготавливаются резцы в соответствии с ГОСТ. Расшифровка маркировки производится по коду IADC.
Плюсы и минусы
Обязательно стоит сказать о плюсах и минусах рассматриваемых изделий. Из преимуществ:
- устойчивость к износу;
- высокая эффективность в некоторых грунтах;
- нет подвижных элементов в конструкции;
- снижено давление подачи.
Но есть и существенные недостатки, о которых нужно упомянуть. Среди них:
- цена;
- нужно прикладывать больше энергии на один поворот долота.
Классификация и маркировка
Маркировка на описываемом инструменте представлена четырьмя символами, которые, в свою очередь, означают:
- корпус;
- какую породу может разбурить;
- структуру режущего элемента;
- профиль лопасти.
Типы корпуса:
- M – матричный;
- S – стальной;
- D – импрегнированный алмазный.
Породы:
- очень мягкие;
- мягкие;
- мягкие-средние;
- средние;
- средние-твердые;
- твердые;
- крепкие.
Структура
Независимо от обрабатываемой породы диаметры резцов могут быть:
- 19 мм;
- 13 мм;
- 8 мм.
Типоразмеры прописаны в ГОСТ, есть также бицентричные модели.
Профиль:
- рыбий хвост;
- короткий;
- средний;
- длинный.
Производители
Производство таких долот сегодня поставлено на широкую ногу. Особой популярностью пользуются Silver Bullet с плоским профилем.
Отличает такой инструмент высокая производительность. Сфера применения – пилотное бурение на горизонтально-направленных проектах. При использовании такого типа долота покрывается большая площадь. Прекрасно справляется агрегат с цементной пробкой и подходит для установки геотермального зонда.
Moto-Bit – еще один не менее востребованный бренд. Такие долота прекрасно справляются с задачей по работе с небольшим забойным двигателем. Широко применяются при организации скважин.
Когда необходимо работать с композитными пробками, советуют использовать долота Plugbuster. Их главная отличительная черта – особый профиль конусной формы, который был запатентован. Если сравнивать с другим похожим инструментом, этот дольше остается в скважине и может использоваться с большей скоростью вращения. Шлам получается маленького размера. Производится долото из никелевой легированной стали.
При бурении геотермальных скважин нередко применяют долота Mudbug, которые считаются универсальным инструментом с высокой производительностью. Они были разработаны для работы с большим количеством раствора.
Коды износа
Код износа IADC содержит в себе 8 позиций. Карточка установленного образца выглядит следующим образом:
|
I |
O |
D |
L |
B |
G |
D |
R |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
В данном случае I – описывает внутренние элементы вооружения по шкале:
0 – износ отсутствует;
8 – полный износ;
O – внешние элементы, ноль и восьмерка означают то же самое;
D – более подробная характеристика степени износа.
|
BC |
слом шарошки |
|
BF |
слом алмазной пластины по шву |
|
BT |
слом зубьев или резцов |
|
BU |
сальник на долоте |
|
CC |
трещина в шарошке |
|
CD |
потеря вращения |
|
CI |
перекрытие шарошек |
|
CR |
кернение долота |
|
CT |
скол зубьев |
|
ER |
эрозия |
|
FC |
стачивание верхушек зубьев |
|
HC |
термическое растрескивание |
|
JD |
износ от посторонних предметов на забое |
|
LC |
потеря шарошки |
|
LN |
потеря насадки |
|
LT |
потеря зубьев или резцов |
|
OC |
эксцентрический износ |
|
PB |
повреждение при СПО |
|
PN |
закупорка насадки |
|
RG |
износ по внешнему диаметру |
|
RO |
кольцевой износ |
|
SD |
повреждение лапы долота |
|
SS |
износ самозатачивающихся зубков |
|
TR |
образование гребней на забое |
|
WO |
промывание инструмента |
|
WT |
износ зубьев или резцов |
|
NO |
отсутствие износа |
L – местонахождение.
Для шарошки:
«N» – носовой ряд;
«M» – средний ряд;
«G» – внешний ряд;
«A» – все ряды.
Для долота:
«C» – шарошка;
«N» – вершина;
«T» – конус;
«S» – заплечник;
«G» – шаблон;
«A» – все зоны.
B – уплотнение подшипника.
С открытой опорой
Для описания ресурса используется линейная шкала от 0 до 8:
0 – ресурс не использован;
8 – ресурс использован полностью.
С герметизированной опорой:
«E» – уплотнения эффективны;
«F» – уплотнения вышли из строя;
«N» – невозможно определить;
«X» – уплотнение отсутствует.
G – внешний диаметр.
1 – износ по диаметру отсутствует.
1/16 – износ по диаметру составляет 1/16 дюйма.
1/8 – износ по диаметру составляет 1/8 дюйма.
1/4 – износ по диаметру составляет 1/4 дюйма.
D – второстепенный износ.
«BC» – слом шарошки.
«BF» – слом алмазной пластины по шву.
«BT» – слом зубьев или резцов.
«BU» – сальник на долоте.
«CC» – трещина в шарошке.
«CD» – истирание шарошки, потеря вращения.
«CI» – перекрытие шарошек.
«CR» – кернение долота.
«CT» – скол зубьев.
«ER» – эрозия.
«FC» – стачивание верхушек зубьев.
«HC» – термическое растрескивание.
«JD» – износ от посторонних предметов на забое.
«LC» – потеря шарошки.
«LN» – потеря насадки.
«LT» – потеря зубьев или резцов.
«OC» – эксцентрический износ.
«PB» – повреждение при СПО.
«PN» – закупорка насадки.
«RG» – износ по внешнему диаметру.
«RO» – кольцевой износ.
«SD» – повреждение лапы долота.
«SS» – износ самозатачивающихся зубков.
«TR» – образование гребней на забое.
«WO» – промывание инструмента.
«WT» – износ зубьев или резцов.
«NO» – отсутствие износа.
R – причина подъема или прекращения бурения.
«BHA» – смена КНБК.
«CM» – обработка бурраствора.
«CP» – отбор керна.
«DMF» – отказ забойного двигателя.
«DP» – разбуривание цемента.
«DSF» – авария с бурильной колонной.
«DST» – пластовые испытания.
«DTF» – отказ забойного инструмента.
«FM» – смена геологической обстановки.
«HP» – авария.
«HR» – подъем по времени.
«LIH» – потеря инструмента на забое.
«LOG» – геофизические исследования.
«PP» – рост или падение давления на стояке.
«PR» – падение скорости бурения.
«RIG» – ремонт оборудования.
«TD» – проектный забой.
«TQ» – рост крутящего момента.
«TW» – отворот инструмента.
«WC» – погодные условия.
Особенности долот PDC в видео ниже.
