Бурение скважин сплошным забоем, страница 10

Калибрующее вооружение лопастей из цилиндрических твердосплавных зубков располагаются на затылочной поверхности в несколько рядов по высоте.

Промывочные каналы располагаются в корпусе долота впереди рабочих граней лопастей и направляют промывочную жидкость на периферийную и центральную чисти забоя

Лопастные долота с пересекающимся вооружением (рис. 9.6 д) применяются в мягких абразивных породах с пропластками пород средней крепости. Пересекающиеся резцы на рабочих лопастях располагаются на отдельных секторах, которые разбуривают основной участок забоя. Калибрующее вооружение на всех лопастях представляет собой твердосплавные пластины с одинаковым направлением, но со смешением по горизонтами. У долот диаметром 112, 132 и 151 мм углы пересечения резцов составляют 30-60◦. Такое расположение резцов уменьшает насыщенность твердосплавными зубками рабочих граней лопастей и повышает механическую скорость бурения скважин в абразивных породах.

Наиболее эффективно лопастными долотами типа М разбуриваются пластичные глины средней плотности, суглинки, супеси рыхлые мергели, глинистые бокситы и другие разновидности пород.

Удельная осевая нагрузка на долото типа М составляет 1500 -5000 Н на каждый сантиметр диаметра долота. Обычно ее повышают с увеличением твердости пород. При бурении мягких вязких пород осевую нагрузку уменьшают, чтобы предотвратить заклинивание долота. Частота вращения лопастных долот типа М меняется в широких пределах и практически составляет 50—400 об/мин в зависимости от мощности буровой установки.

При бурении мягких пород образуется большой объем разрушенной породы. Поэтому расход промывочной жидкости нужно увеличивать для осуществления эффективной очистки забоя от шлама.

Долотами типа МС наиболее эффективно разбуриваются плотные песчаники, плотные глины с пропластками галечника и щебенки, алевролиты, сланцы, валунно-плечные отложения. В зависимости от диаметра долота осевая нагрузка колеблется от 200 до 600 даН на каждый сантиметр диаметра долота.

Частота вращения выбирается с учетом мощности буровой установки и прочности бурильных труб. При бурении вязких глин и глинистых сланцев, когда необходим большой крутящий момент, частота вращения снижается до минимума. При бурении сыпучих пород частота вращения увеличивается.

Особенно осторожно нужно вести бурение при проходке липких вязких глин, когда происходит налипание породы на долото и начинают образовываться сальники. При этом необходимо уменьшить до минимума осевую нагрузку и частоту вращении и увеличить расход промывочной жидкости.

В целом надо учитывать, что под действием осевого усилия лопасть внедряется в горную породу, а крутящий момент заставляет лопасть перемещаться относительно оси до лота. При совместном их действии все точки лопастного долота (за исключением центральной) при бурении перемещаются по пространственной спирали со скоростью, линейное значение которой увеличивается с удалением от оси долота.

Горная порода разрушается резанием, скалыванием и истиранием при совместном Действии нормальных и тангенциальных напряжений. Осевое и окружное усилия Действуют на лопасть непрерывно. Однако ввиду различий в длине пути отдельных точек лопастей по радиусу и неодинаковой деформации породы ее разрушение в отдельных точках контакта долота с породой наступает разновременно, что приводит к прерывистости процесса, возникновению колебаний долота и инструмента и динамических нагрузок. При прочих равных условиях динамичность будет тем меньше, чем больше число лопастей и долота.

Таблица 4. Технические характеристики лопастных долот и рекомендуемые бурения