Породоразрушающий инструмент

Размещено на http://www.allbest.ru/

Породоразрушающий инструмент (ПРИ) предназначен для разрушения горной породы на забое при бурении скважины.

Породоразрушающий инструмент в зависимости от конструкции и формы его торцовой части заметно влияет на интенсивность искривления скважин. Породоразрушающий инструмент при направленном бурении следует подбирать прежде всего с учетом его влияния на искривление. При искусственном искривлении скважины породоразрушающий инструмент должен еще и фрезеровать ее стенки.

Породоразрушающий инструмент, предназначенный для бурения с отбором керна. Породоразрушающий инструмент выполняет основную роль в процессе образования ствола скважины в массиве горной породы. При вращательном способе бурения буровое долото разрушает породу с помощью зубьев, твердосплавных штырей или лопастей, выполненных на рабочей поверхности инструмента, которые при вращательном движении поражают различные участки забоя и обеспечивают углубление скважины. Ввиду многообразия способов бурения и физико-механических свойств горных пород породоразрушающие инструменты изготавливаются различных типов по действию и конструктивному исполнению.

Породоразрушающие инструменты в процессе вращательного бурения могут оказывать различное воздействие на горную породу.

Породоразрушающий инструмент при трении по горной породе изнашивается, в результате чего (меняется форма и размеры вооружения породоразрушающихся коронок и долот.

При износе, сопровождающемся изменением геометрии вооружения, снижается механическая скорость бурения.

Породоразрушающий инструмент, применяемый для бурения глубоких нефтяных и газовых скважин, работает в сложных условиях, характеризующихся высокими температурами (600-900 С) и нагрузками (100-200 кгс/мм. кв.) в зоне контакта породоразрушающих элементов с породой. Поэтому материалы, применяемые для изготовления породоразрушающего инструмента, должны обладать высокой твердостью, износостойкостью и прочностью. Породоразрушающий инструмент для гидроударного бурения. Породоразрушающий инструмент для ударно-вращательного бурения кольцевым забоем представлен в основном резцовыми коронками типа ГПИ. Серийно выпускаются несколько типов коронок, предназначенных для различных геологических условий и отличающихся:

1) числом пластин твердого сплава;

2) формой пластин твердого сплава;

3) выходом резцов над торцом коронки.

Породоразрушающий инструмент для ударно-вращательного бурения работает в особенно тяжелых условиях по сравнению с инструментами других типов - его рабочие элементы подвергаются высоким динамическим нагрузкам сжатия и знакопеременного изгиба, радиальным динамическим нагрузкам выдавливания и др.

Поэтому к технологии изготовления породоразрушающего инструмента предъявляются повышенные требования, а качество готовых изделий контролируется специальными методами.

Породоразрушающий инструмент в период долбления выполняет роль дополнительного локального источника тепла, значение которого оценивается некоторым скачком температуры у забоя.

Породоразрушающий инструмент заклинивается чаще всего при пуске, а также вращении на забое. Циркуляция при этом не теряется. Очень сложно ликвидировать прихваты, вызванные заклиниванием колонковых долот и снарядов малого диаметра. Породоразрушающий инструмент разделяется и по количеству рабочих органов. Например, шарошечные долота, бурильные головки и расширители разделяются на одно, двух, трех, четырех - и многошарошечные разновидности. Таким же образом выделяются разновидности лопастных долот и расширителей.

Породоразрушающий инструмент для бескернового бурения геологоразведочных скважин по характеру воздействия на разбуриваемую породу классифицируют на три вида, которые являются основными при производстве буровых работ. Породоразрушающий инструмент с алмазами, имеющими заданную величину выпуска, всегда будет иметь большую насыщенность, чем коронки, армированные алмазами без заданной величины выпуска. Высокая насыщенность алмазами обусловливает необходимость создания повышенной осевой нагрузки на коронку. Коронки с развитой промывочной системой позволяют эффективно бурить горную породу при больших значениях осевых нагрузок без возникновения явления загрязнения скважины. Инструмент с обычной промывочной системой не может эффективно разрушать породу при высоких осевых нагрузках. Полированные алмазы и алмазы XV группы (целые кристаллы с незначительным и небольшим искажением и другие) могут выдержать высокие осевые нагрузки, применение которых не рекомендуется, так как ведет к увеличению расхода алмазов, что способствует изменению пространственного положения скважины и приводит к более или менее сложным авариям.

Породоразрушающий инструмент выбирается для конкретных геологических условий.

Породоразрушающий инструмент для ударно-вращательного бурения гидроударниками Г-7 и Г-9 кольцевым забоем представлен в основном резцовыми коронками типа ГПИ. Серийно выпускаются несколько типов коронок, предназначенных для различных геологических условий и отличающихся:

1) числом пластин твердого сплава;

2) формой пластин твердого сплава;

3) выходом резцов над торцом коронки.

Коронки всех типов армируются пластинками твердых сплавов - ВК-15. Для повышения прочности закрепления пластин твердого сплава короночное кольцо по наружной и внутренней поверхности выполнено с приливами. Породоразрушающий инструмент - часть бурового снаряда, предназначенная для непосредственного разрушения горной породы в процессе бурения скважины. Любой породоразрушающий инструмент (коронка, долото и другие) состоит из корпуса, нижняя часть которого содержит различного типа элементы для разрушения горных пород, и верхней резьбовой части для соединения с буровым снарядом. Исключение составляют дробовые коронки, в которых корпус - короночное кольцо не содержит породоразрушающих элементов.

Породоразрушающий инструмент этого типа предназначен главным образом для бескернового вращательного бурения. Исключение составляют отдельные шарошечные колонковые долота и шнековые долота, позволяющие получать и отбирать керн магазинными шнеками. К буровым долотам относятся в основном шарошечные, дисковые и лопастные долота. Существуют отдельные модификации этих долот, не имеющие широкого применения. Породоразрушающий инструмент для бескернового бурения делится на:

а) долота режущего действия - лопастные долота, пикобуры;

б) долота крупного скола (ступенчатые), фрезерные долота и др.;

в) долота дробящего типа - шарошечные.

Породоразрушающий инструмент - часть бурового снаряда -, предназначенная для непосредственного разрушения горной породы в процессе бурения скважины.

Породоразрушающий инструмент этого типа предназначен главным образом для бескернового вращательного бурения. Исключение составляют отдельные шарошечные колонковые долота и шнековые долота, позволяющие получать и отбирать керн колонковыми шнеками. К буровым долотам относятся в основном шарошечные и лопастные долота. Существуют отдельные модификации этих долот, не имеющие широкого применения.

Породоразрушающий инструмент для одношарнирных снарядов подбирается с учетом характера пород и требуемой интенсивности искривления. В очень твердых породах применяют дробовые коронки, в более мягких - твердосплавные. При бурении по породам, плохо разбуривающимся в стенках скважины, наружный диаметр коронок увеличивается. Для этого применяют двойные дробовые и ребристые твердосплавные коронки. Породоразрушающий инструмент предназначен для концентрированной передачи энергии горной породе с целью ее разрушения. В машиностроении трудно найти аналогичный инструмент, условия работы которого были бы такими же жесткими, сложными и трудно контролируемыми, как для буровых долот. Динамическая осевая нагрузка может превышать статическую в 1,5-2 раза.

Породоразрушающий инструмент выпускают и большего диаметра, однако его не применяют при разведочном бурении горизонтальных скважин. Породоразрушающий инструмент должен обладать повышенной износостойкостью при высоких осевых нагрузках. Породоразрушающий инструмент, применяемый для бурения глубоких нефтяных и газовых скважин, работает в сложных условиях, характеризующихся достаточно высокими температурами и нагрузками (100-200 кгс / мм. кв.) в зоне контакта породоразрушающих элементов с породой.

Поэтому материалы, применяемые для изготовления этих инструментов, должны обладать высокой твердостью, износостойкостью и прочностью. породоразрушающий бурение горный

Породоразрушающий инструмент работает в сложных условиях, вызывающих различные виды изнашивания его функциональных элементов. В процессе бурения происходит, с одной стороны, разрушение горной породы, а с другой, - изнашивание самого инструмента и прежде всего вооружения. В результате взаимодействия с породой твердосплавные зубки притупляются и разрушаются, что приводит к изменению геометрии зубков, увеличению площади контакта зубка с породой, снижению удельного давления на породу и, как следствие, уменьшению эффективности процесса разрушения породы и снижению механической скорости бурения. Породоразрушающий инструмент находится на большом удалении от главного привода буровой установки, что приводит к значительным потерям энергии при подаче ее на забой и преобразовании из одного вида в другой: электрической в механическую, механической в гидравлическую, гидравлической вновь в механическую. Породоразрушающие инструменты классифицируются по двум основным признакам: по назначению и по характеру воздействия на породу.

Размещено на Allbest.ru