Изучение затухающих колебаний. Назначение и классификация буровых долот, страница 3

Первые породоразрушающие инструменты режуще-скалывающего дей­ствия изготовлены с началом бурения скважин. Так как первые скважины бу­рились ударным способом, породоразрушающие инструменты были похожи на инструмент, предназначенный для обработки (долбления) древесины (долото). В последующем, главным образом с развитием вращательного бурения, долота непрерывно улучшались. Совершенствование породоразрушаюших инструмен­тов продолжается и в настоящее время.

К современным породоразрушающим инструментам режуще-ска­лывающего и  режуще-истирающего действия относятся долота и бурголовки различных конструкций, оснащенные стальным, твердосплавным, алмазным и алмазно-твердосплавным вооружением. Изготавливаются они диаметром от 76,0 до 469,9 мм и применяются для бурения мягких и средней твёрдо­сти пород.

Лопастные долота

Номинальные размеры лопастных и шарошечных долот нефтяного сорта­мента примерно соответствуют друг другу. В настоящее время выпускаются двух-, трёхлопастные долота типов М, МС, МСЗ и С. Долота различных типов отличаются друг от друга формой лопастей и способом их армирования. Изготовляются долота цельноковаными или путем приваривания лопастей к кор­пусу. Система промывки может быть оснащена гидромониторными насадками. Лопасти долот типа М наплавляются только зерновым твёрдым сплавом (ре­лит). А у долот типа МС и С - армируются пластинами и штырями из твёрдого сплава и наплавляются релитом. На рис.2 показано двухлопастное долото типа С. Режущие, и калибрующие поверхности лопастей долота армированы твердосплавными пластинами, штырями и наплавлены релитом.

Алмазные долота

Природные алмазы подразделяются на ювелирные и технические. Техниче­ские делятся на борты, балласы и карбонадо. Карбонадо значительно менее хрупкие, чем другие алмазы, что в условиях работы породоразрушающего ин­струмента чрезвычайно важно. Однако основным сырьём для из­готовления долот являются борты, как самые дешёвые. В последние годы широко применяются и син­тетические алмазы.

Алмазные долота являются породоразрушающим инструмен­том, имеющим самое большое ко­личество конструктивных разно­видностей. В конструкции любого алмазного долота (рис.3) выделяются корпус 1 с присоедини­тельной резьбой, матрица 2 и ал­мазные зерна 3,

По форме и направлению промывочных ка­налов, лопастей и секторов выделяют следующие разновидности алмазного долота: радиальную, ступенчатую и спиральную. Выделяются и комби­нированные разновидности (например, ступенчато-радиальное долото).

По раскладки алмазов в матрице различают долота импрегнированные, одно-, двух- и много­слойные.

По форме рабочей поверхности выделяют плоские, выпуклые, вогнутые и выпукло-вогнутые долота.

Осевое усилие, приложенное к долоту, при бурении распределяется по его рабочей поверхно­сти неравномерно и очень сильно возрастает в центральной части рабочей по­верхности. Поэтому с целью исключения аномального разрушения алмазов большинство долот изготовляется с вогнутой (воронкообразной) внутренней рабочей поверхностью. Вогнутая форма центральной части способствует также стабилизации направления ствола скважины, образуемого в результате работы долота.

Алмазные долота также различаются по типу (материалу) спекаемой мат­рицы, по форме калибрующей части, по схеме раскладки алмазов на рабочей поверхности и по другим признакам.

Контуры рабочих поверхностей алмазных долот показаны на рис.4.