 |
Вопрос 17. Конструкции и классификация алмазного породоразрушающего инструмента. Применяемые материалы.
|
|
|
|
Вопрос 17. Конструкции и классификация алмазного породоразрушающего инструмента. Применяемые материалы.
1-головка; 2-переводник с присоединительной резьбой; 3-матрицы; 4-алмазы; 5-промывочные отверстия; 6-промывочные каналы
По типу их расположения различают:
- однослойное долото;
- многослойное долото.
Кроме этого, существует классификация, которая опирается на расположение рабочих элементов:
- радиальные;
- спиральные;
- ступенчатые.
Эти долота оснащаются наиболее дешевыми натуральными алмазами подгруппы борт и синтетическими (искусственными) алмазами.
Вопрос 18. Долота ИСМ. Конструкции. Материалы.
Долота ИСМ (Институт Сверхпрочных Материалов) имеют различную конструкцию, их выпускают трех видов: режущие, торцевые и истирающие. При этом, режущие похожи на лопастные, торцевые — на фрезерные, а истирающие — на алмазные! Отличие долот ИСМ от вышеперечисленных в том, что породоразрушающие элементы произведены из сверхтвердого материала — славутич.
Рис. Долота ИСМ
Эти долота имеют вооружение из сверхтвердого композиционного материала «Славутич», в состав которого входят мелкокристаллические алмазы и дробленный карбид вольфрама.
Для оснащения долот применяют цилиндрические вставки (штыри) диаметром 8-12 мм с плоскими или полусферическими рабочими торцами. Штыри в корпусе долота припаивают в гнездах.
Существует две разновидности долот ИСМ по конструкции: лопастная и секторная. Лопастная разновидность аналогична по конструкции долоту 6ИР.
Секторная разновидность долота состоит из стального корпуса, торцевая профильная поверхность которого, разделена на секторы радиальными промывочными каналами. Штырями из «Славутича» вооружена торцевая и калибрующая поверхности долота. Вылет штырей над поверхностью секторов составляет 3-5 мм. На калибрующей поверхности штыри утоплены.
|
|
|
При бурении в мягких породах штыри работают как резцы, осуществляя резание и скалывание. В перемежающихся по твердости и породах средней твердости работают зерна алмазов, разрушая породу микрорезанием.
Присоединяют долото к бурильной колонне при помощи замковой резьбы.
Долото ИСМ используется для бурения пород от средней твердости до твердых, оно разрушает породу микрорезанием и истиранием.
Вопрос 19. Показатели работы долот. Частные и обобщенные (интегральные) показатели.
Производительность долота принято характеризовать длиной ствола скважины, пробуренного долотом до его полного износа. Этот показатель называется проходка на долото, обозначается H и измеряется в метрах.
Стойкость или долговечность долота, характеризующаяся временем механического бурения долотом до его полного износа, обозначается буквой T и измеряется в числах.
Показатели H и T первичные, по ним определяют другие, более сложные показатели.
Отношение H / T = vм получило название механической скорости проходки (бурения), измеряется в м/ч и характеризует среднюю скорость разрушения горной породы.
Для характеристики общего темпа углубления скважины используется показатель, называемый рейсовой скоростью vр:
vр = H / (T + Tсп + Tв),
где Tсп — время на спуск и подъем инструмента для смены долота;
Tв — время на вспомогательные работы, отнесенные к рейсу.
Наиболее общий интегральный показатель работы долота — себестоимость 1 м проходки. Однако из-за сложности расчета этот показатель пока не нашел широкого применения. Взамен используется показатель стоимости 1 м проходки по затратам, зависящим от времени. Этот показатель рассчитывается по формуле
|
|
|
C = (cу · (T + Tсп + Tв) + cд) / H
Критерии оптимизации имеют вид vр → max и C → min. C → min.
В настоящее время сопоставление новых и применяемых (базовых) вариантов долот и режимов их работы регламентируется типовой методикой ВНИИБТ, которой предусматриваются параллельные испытания вариантов и их сравнение по критерию C → min. Для принятия решения проводится оценка статистической значимости различия вариантов одним из методов статистики.
|
|
|
