Классификация горных пород по показателям твердости и пределу текучести по штампу

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 5Следующая ⇒

Группа	Категория	Р_шт, МПа	Р_о, МПа
Мягкие Средней твердости Твердые Крепкие Очень крепкие		< 100 100-250 250-500 500-1000 1000-1500 1500-2000 2000-3000 3000-4000 4000-5000 5000-6000 6000-7000 > 7000	< 40 40-110 110-250 250-550 550-850 850-1200 1200-1900 1900-2500 2500-3500 3500-4200 4200-5100 > 5100

Выбранное долото должно:

• соответствовать твердости и абразивности горных пород;

• обеспечивать наиболее эффективное разрушение породы на забое скважины;

• быть одинаковым по стойкости вооружения и опоры (для шарошечных долот);

• обеспечивать минимальную стоимость метра скважины.

В ряде случаев Заказчиком (Инвестором) в качестве критерия выбора породоразрушающего инструмента может быть предложен максимум механической скорости бурения и (или) проходка на долото. Однако чаще всего выбор типа долота производится по средневзвешенным значениям твердости пород и их абразивности . При этом следует учитывать верхние значения этих показателей H_ви A_в для каждой выделенной пачки пород по буримости. Исходя из этих показателей, рекомендуемые области применения шарошечных долот приведены в таблице 5. При выборе типа долота следует руководствоваться также рекомендациями завода – изготовителя.

Таблица 5

Характеристики областей применения шарошечных долот

Тип долота	_д	Н_дв
M MC C CT T МЗ МСЗ СЗ ТЗ, ТКЗ К	2, 4 3, 0 3, 7 4, 5 5, 6 3, 2 4, 5 4, 2 6, 2 7, 3	4, 4 5, 5 6, 2 7, 7 7, 9 4, 9 7, 7 7, 6 9, 3 10, 2

Шарошечные долота

Обозначение типов отечественных шарошечных долот по ГОСТ 20692-75

В цифре долота содержится римская цифра I, II, III и т.д., указывающая количество шарошек. Так как большинство выпускаемых долот трехшарошечные, то цифра III может отсутствовать. Далее указывается диаметр долота в мм и область его применения в соответствии с типом вооружения. В нашей стране выпускаются долота тринадцати типов вооружения, обозначаемых следующим образом:

М – для бурения мягких малоабразивных пород, зубья шарошек фезерованные;

МЗ – для бурения мягких абразивных пород со вставными твердосплавными зубками;

МС – для бурения мягких с прослоями средней твердости малоабразивных пород, зубья фезерованные;

МСЗ – для бурения мягких с прослоями средней твердости абразивных пород со вставными твердосплавными зубками;

С – для бурения малоабразивных пород средней твердости, зубья шарошек фезерованные;

СЗ – для бурения абразивных пород средней твердости со вставными твердосплавными зубками;

СТ – для бурения малоабразивных пород средней твердости с прослойками твердых, зубья шарошек фезерованные;

Т – для бурения малоабразивных твердых пород, зубья фезерованные;

ТЗ – для бурения твердых абразивных пород со вставными твердосплавными зубками;

ТК – для бурения твердых малоабразивных пород с прослойками крепких пород, зубья шарошек фезерованные;

ТКЗ – для бурения абразивных твердых с прослойками крепких пород, зубья шарошек вставные твердосплавные;

К – для бурения крепких пород со вставными твердосплавными зубками;

ОК – для бурения очень крепких пород со вставными твердосплавными зубками.

В шифре долота указывается также конструкция промывочного узла: Ц - с центральной промывкой (может не указываться), Г - с гидромониторной боковой промывкой.

Далее указывается тип опоры шарошек: В – все радиальные подшипники опоры только качения (шариковые и роликовые), Н – один радиальный подшипник скольжения, остальные качения, А – два и более подшипников скольжения.

В случае герметизированной опоры в шифр долота добавляется буква Г.

В конце шифра добавляются буквы и цифры, означающие номер заводской модели долота. В случае, если долото выпущено по лицензии иностранной фирмы, то перед номером модели ставится буква R.

Долота PDC

В настоящее время всё большее распространение получают долота PDC (Polycrystalline Diamond Compact). В отечественной литературе они называются долотами с алмазно-твердосплавными пластинами (АТП). Породоразрушающими элементами долот являются твердосплавные резцы, на рабочей поверхности которых нанесен алмазный слой. Такие долота выпускаются трёх разновидностей:

· со стальным корпусом;

· с алмазным корпусом;

· c матричным корпусом, изготавливаемым методом порошковой металлургии;

· эксцентричные, обеспечивающие бурение скважины с одновременным расширением.

Алмазные долота

Алмазные долота применяются сравнительно редко, хотя в настоящее время разработаны конструкции долот, позволяющих применять их практически во всех случаях бурения от мягких до твердых высокоабразивных пород. При изготовлении долот используются природные и синтетические алмазы, располагаемые в матрице, получаемой способом порошковой металлургии. Алмазы могут располагаться только в наружном слое матрицы (однослойные долота), или по всему ее объему (импрегнирование долота).

Твердость матрицы должна соответствовать абразивности разбуриваемых пород так, чтобы не происходила «зашлифовка» долота, или выпадение алмазов из матрицы при ее преждевременном износе.

В шифре алмазных долот первая буква Д указывает вид инструмента (долото), вторая буква (могут быть еще две буквы) указывает на конструктивные особенности долота: P – мелкие торовидные выступы на торцовой поверхности; Т – ступенчатая форма торцовой поверхности; И – импрегнированная матрица; С – синтетические алмазы; АП – алмазные пластины; В – зарезное долото (для зарезки дополнительных стволов многоствольных скважин); Ф – долото-фрезер для прорезания «окна» в обсадной колонне.

Цифры после буквенного кода указывают номинальный диаметр долота в мм, а буквы после размера – твердость разбуриваемых пород по промысловой классификации. Последняя цифра указывает модификацию долота (может отсутствовать).

На рисунке 3 представлена кодировка IADC алмазных долот и долот типа PDC, а также буровых головок.

Рисунок 3 – Код IADC алмазных долот, буровых головок и долот PDC

В настоящее время большая часть породоразрушающего инструмента шифруется не по существующим ГОСТам, а согласно принятой у конкретного производителя номенклатуре. В Приложении 15 приведены примеры номенклатур различных фирм-производителей буровых долот.

Калибраторы

Калибратор включается в компоновку низа бурильной колонны над долотом для сохранения номинального диаметра ствола по мере износа долота по диаметру, придания стволу цилиндрической формы, так как при бурении трехшарошечными долотами скважина в поперечном сечении имеет сложную форму. Кроме того, калибратор центрирует КНБК в скважине, что улучшает условия работы долота, забойного двигателя.

Если калибратор дополнительно включается в КНБК над нижним калибратором, или в колонну УБТ (колонные калибраторы), то он выполняет роль центратора или стабилизатора (в зависимости от места установки) и обеспечивает стабилизацию направления ствола, либо искривление скважины в определенном направлении.

В настоящее время выпускаются лопастные и шарошечные калибраторы. Лопастные, в свою очередь, выпускаются с прямыми лопастями (тип К ) и спиральными (тип КС ). Лопасти армированы либо твердостлавными вставками, природными и синтетическими алмазами (типа КА и КСА ), вставками на основе сверхтвердого материала Славутич (типы КИ, КСИ ).

В обозначении калибратора указывается тип, номинальный диаметр и область применения по твердости пород по промысловой классификации.

Спиральные калибраторы образуют полный непрерывный контакт со стенкой скважины, поэтому их применение наиболее рационально в породах средней твердости и твердых. Для калибраторов с прямыми лопастями уменьшаются гидравлические сопротивления при промывке скважины. Наддолотные калибраторы имеют обе муфтовые резьбы, а колонные – верхнюю муфтовую, а нижнюю – ниппельную.

Конструктивные особенности лопастных калибраторов, их вооружение и область применения приведены в таблице 5.

Кроме долот в курсовом проекте (выпускной квалификационной работе) необходимо выбрать наддолотные калибраторы. Выбранные долота и калибраторы по интервалам бурения приводятся в виде таблицы, представленной в Приложении 16. Таблица сопровождается обоснованием выбора, пример которого также приведен в Приложении 16.

Таблица 5

⇐ Предыдущая 123 4 5 Следующая ⇒