Все о буровом долоте

Метод бурения востребован в различных промышленных отраслях. Для добычи нефти и газа используют специальные установки. Одним из элементов такого оборудования является буровое долото. В статье пойдет речь об особенностях и видах этого инструмента, его популярных производителях и критериях выбора.

Буровое долото — специализированный инструмент для бурения скважин. Оборудование создает дробящий или режущий эффект, формируя отверстие нужного диаметра. Конструкция имеет сложное строение. Основным элементом корпуса является ротор со специальной насадкой, который обеспечивает работу механизма. Долота производят на промышленных станках, в качестве сырья используют высококачественную сталь.

В корпусе имеются подшипники. Это небольшие элементы дробильного назначения в форме конуса с зубьями. Для изготовления нарезных зубьев используют станки, а сам подшипник выплавляют в печи. Подшипник располагается на лапе долота.

Частота вращения инструмента зависит от глубины скважины и пластичности грунта. Чем больше глубина, тем ниже частота вращения. Это объясняется повышением давления сжатия со всех сторон. При этом требуется большее разрушение породы и длительный контакт зубьев с почвой. Поэтому частоту вращения снижают с ростом глубины.

Буровое долото используют для бурения водной, нефтяной или газовой скважины. Инструмент незаменим при сборе информации о состоянии грунта. Долото применяют для бурения почвы, например, если необходимо сделать колодец.

Некоторые виды инструмента обрабатывают специальным составом, или же используют метод армирования. Благодаря этому снижается воздействие пород на оборудование, и увеличивается шанс создания ровных и гладких стен.

Главные особенности оборудования:

• создание глубинного прохода;
• разрушение почвы;
• выравнивание стен скважины;
• высокая мощность;
• эффективная работа при создании крупных тоннелей;
• надежность и эффективность.

Буровые долота можно классифицировать по нескольким критериям.

В зависимости от назначения оборудование бывает нескольких видов.

• Для сплошного бурения. Инструмент используют для работы в единой плоскости.

• Для колонкового бурения оборудование применяют при периферическом разрушении.

• Специализированный инструмент. Специальное оборудование выравнивает стенки уже созданного тоннеля или скважины, разрушает пробки из цементного камня.

• Для ударно-канатного бурения оборудование предназначено для постепенной деформации грунта посредством ударов тяжелого инструмента. В свою очередь, долота могут быть: плоские, двутавровые, крестовые, округляющие. Все виды инструмента предназначены для работ с различной степенью твердости грунта. Диаметр шейки оборудования бывает 112, 140, 165, 188, 220 мм.

• Для роторного бурения инструменты работают на вращении бурового механизма. Деформация грунта происходит за счет вращающегося вокруг своей оси ротора, расположенного на колонне. Механизм используют при бурении скважин для воды.

Механизмы для сплошного и колонкового процесса подходят также для углубления забоя.

В зависимости от разновидности рабочей части долота делят на несколько типов.

Инструмент используется для бурения пород средней степени твердости. Однако встречается почва с чередованием мягких и твердых пород. Поэтому оптимальным является механизм для работы со средней твердостью почвы.

Истирание грунта приводит к его разрушению. Алмазное долото состоит из резцов, которые оказывают на породу режуще-скалывающее действие. Результативность работы зависит от размера алмазов, которые применяются. По месту расположения алмазов инструмент делят на два подвида: однослойный и многослойный. Существует разделение инструментов и по месту расположения механизма: радиальное, спиральное и ступенчатое долото.

Оборудование имеет внушающие характеристики, но считается довольно требовательным механизмом. Если при работе на элемент попадет слишком твердый кусок грунта, оборудование перестанет работать. Алмазный элемент разрушится или выпадет.

Конструкция имеет подшипники-шарошки. Это элементы в форме конуса или цилиндра, благодаря их работе создается ударный или ударно-сдвигающий эффект. Последний способ бурения эффективнее. Происходит проскальзывание подшипников, и удается провести дополнительное разрушение почвы. Шарошечные долота классифицируются по характеру разрушения породы: одношарошечные применяют для глубинного бурения, двухшарошечные – для геологических исследований, трехшарошечные – для создания нефте- и газовых скважин, четырехшарошечные – для более сложных условий.

Данное оборудование имеет простое устройство конструкции. Лопастное долото — это корпус с несколькими лопастями. Используется для бурения мягкой почвы. Механизм отличается результативной работой на больших скоростях. Инструмент делят на подвиды: однолопастное пикообразное долото, двухлопастное, трехлопастное, трехлопастное истирающе-режущее, шестилопастное. Все виды, кроме однолопастного, используются при бурении рыхлой почвы. Три последних типа применяют для создания нефтяных и газовых скважин, так как они характеризуются большим диаметром.

Фрезерное долото отличается примитивным строением, прочностью, устойчивостью, оно выдерживает динамические нагрузки. Оборудование имеет вид монолитного корпуса с дробящими механизмами, обеспечивающими эффективность бурения. Инструмент подходит для работы с твердыми породами, не боится попадания элементов из металла. Используется для пробивания пробки из цемента или бетона. Оборудование незаменимо при бурении скважин для нефте-, газо- и водопровода. Несмотря на свою результативность и высокие показатели, существует ряд минусов. Фрезерное долото не используют для бурения рыхлых пород. А также исключается быстрый проход. Для инструмента характерна примитивная промывка, что тоже является незначительным минусом.

Для того чтобы механизм не изнашивался, для каждого вида инструмента рассчитывается методика рациональной отработки. Формула включает в себя обороты забойного механизма, нагрузку и давление в насосах. Для правильной отработки нагрузка должна составлять не менее 75% веса колонны. В противном случае произойдет перегрузка и преждевременный износ. Недогрузка приводит к снижению проходки.

Выпуском бурового оборудования занимается небольшое количество компаний. Это связано со значительными затратами на изготовление, а также на малую емкость на рынке бурильных установок.

Одними из популярных изготовителей долот являются отечественные бренды ОАО «ВолгаБурмаш» и НПП «БуринТех». Заводы снабжают промышленную отрасль инструментами с шарошечным механизмом и резцами из алмаза. Продукция нацелена на добывание нефти и газа, поэтому должна соответствовать всем технологическим требованием. Оборудование производят при использовании высоких технологий.

Продукция отличается надежностью и долгим сроком службы. Корпус состоит из усиленных деталей. Некоторые шарошечные модели оснащены специальным уплотнением для защиты опорного подшипника.

Инструмент имеет фрезерное и твердосплавное вооружение, применяется для бурения скважин, расширения диаметра забоя и других видов работ.

Еще одна компания «Таргин» занимается выпуском долот собственного производства. Модели производят с маркировкой «ТаргинТарбит». Бурильное оборудование и головки подходят для работ на глубине от 43 до 490 м. А также предприятие занимается восстановлением изношенного оборудования и деформированных PDC-долот.

Для строительства систем водоснабжения и горнодобывающей отрасли главными производителями долот считаются заводы ОАО «УралБурмаш» и ЗАО «Гормаш». Инструмент, применяемый для геологических и строительных работ, не подвергается большой нагрузке. Поэтому компании выпускают недорогие стандартные инструменты для бурения водных скважин от 30 до 300 м. Для горной отрасли бренды производят шарошечное и лопастное оборудование. При изготовлении используются высокие технологии и высококачественные материалы.

ООО «Завод Буровых Технологий» – компания, также занимающаяся изготовлением долот. Ассортимент бренда состоит из механизмов для поисковых, горнодобывающих работ, гидрогеологической отрасли, а также для установки фундамента и забивания опорных свай. Предприятие выпускает шарошечные и лопастные долота для бурения рыхлой, мягкой почвы. Присутствуют классические модели для твердого грунта и малоабразивной почвы.

Лопастное оборудование для вязкой почвы имеет оригинальное строение, которое обеспечивает результативность на большой скорости и увеличивает износостойкость.

Выпуском бурильных механизмов занимается бренд «Буровой инструмент». Завод изготовляет долота для малых буровых установок: шнековый инструмент и оборудование с боковой и центральной промывкой. Для геологической отрасли налажено производство лопастных механизмов для бурения абразивного грунта.

Бренд является производителем PDC-инструментов. Алмазные резцы имеют поликристаллические свойства и расположены на минимальном количестве лопастей. Это дает возможность работы на большой скорости. Износостойкие элементы не боятся воздействия почвы любой твердости.

Можно выделить три главных критерия выбора бурового долота.

Для бурения мягкой почвы и работ с малой нагрузкой лучше выбирать шарошечные или лопастные долота. Оборудование отличается своей надежностью и эффективной работой на больших скоростях. Оба типа инструмента используют для геологических поисков образцов почвы и для бурения грунта средней твердости.

Более сложные условия бурения подразумевают использование алмазных или фрезерных долот. Они подходят для установки фундаментов и бурения скважин различного назначения.

Надежное оборудование выдерживает большие нагрузки, не подвержено деформации при ударах. При производстве механизмов используется углеродистая сталь. Данный материал бывает разного качества. При выборе особое внимание уделяют качеству резцов. Их кромка не должна иметь сколов, царапин, материал не должен крошиться.

Некоторые производители используют специальный состав, которым покрывают главные детали двигателя и режущие элементы. Покрытие увеличивает срок эксплуатации и предотвращает негативное воздействие грунта.

В долотах есть несколько типов промывки — центральный и боковой. Обе системы имеют свои плюсы и минусы. Центральный тип промывки обеспечивает охлаждение и очищение вооружения, но при контакте с подшипником струя теряет давление. Плюсы боковой промывки заключаются в высоком давлении струи, что повышает скорость бурения. Однако воздействие жидкости приходится на часть периферии, когда в зоне работы подшипника образуется воздух с жидкостью и шламом.

Долото для бурения — неотъемлемый инструмент для разных областей промышленности. Оборудование делят на виды и подвиды. Каждый инструмент имеет свое назначение и характеристики. Выбор долота основывается на нескольких аспектах. Приведенный материал ответит на многие вопросы и поможет выбрать нужный инструмент для того или иного вида бурения.

В следующем видео вы узнаете, какое долото используют для бурения нефтяных скважин.