Буровое долото: назначение в ГНБ
Буровое долото - это неотъемлемая часть оборудования для ГНБ. Выбор правильного инструмента повысит скорость бурения, сократит ненужные энергозатраты и повысит качество работы. Покупка долота бурового решает проблемы с механическим разрушением грунта при бурильных работах.
Классификация бурового инструмента
Буровая головка является главным элементом оборудования механизма для сплошного бурения скважин под строительные и промышленные нужды. Буры крепятся к рабочей трубе и выполняются в различных конструктивных модификациях в зависимости от особенности выполняемых работ и способа бурения скважины.
По типу воздействия на грунт буры разделяются на:
- дробящие (шарошечные);
- режущие-истирающие (алмазные);
- режуще-скалывающие (лопастные).
Для работы с неплотными или рыхлыми породами применяется буровая головка с насадками в виде лопастей. Вращательное движение данных лопастей производит разрушающее воздействие на грунт. Для разбивания пород средней твердости и крепких пород используются буры шарошечного типа, которые осуществляют ударное воздействие на грунт при помощи зубьев, расположенных на шарошках. Для работ вспомогательного характера (бурение цементных образований, работ по обустройству уже готовой скважины) применяют снаряжение фрезерного типа.
Так как буровой долото подвергается значительным нагрузкам разного характера в процессе работы, для укрепления поверхность лопастей (шарошек) армируется сплавами высокой плотности.
Для работы с породами перемежающейся твердости используют породоразрушающие элементы с твердосплавными штырями или алмазными зернами.
К функциональным характеристикам данного инструмента относится не только разрушение грунта, но и формирование стенок самой скважины. По функциональным признакам породоразрушающие элементы можно разделить на три вида:
- бур в соответствии с размерами скважины;
- бур по кольцевой окружности грунта;
- бур специального назначения.
В соответствии с типом рабочего грунта буровые головки исполняются из различных твердых материалов: стали и твердых сплавов. В зависимости от мощности струи бурового раствора долота разделяются на струйные и проточные. Цена бурового долота высокая. Это зависит от использования дорогих сплавов, драгоценных камней и новейших технологических разработок.
Шарошечные долота
Данный буровой элемент применяется для формирования эксплуатационных, нефтяных и газовых скважин, работает под действием дополнительной осевой нагрузки. Шарошки разной длины и конфигурации перемещаются при вращении и дробят породу ударным воздействием.
Для самоочищения шарошек от налипшей породы предусмотрен механизм вхождения зубьев одной шарошки в проточку другой. Резьба на буровых долотах данного типа может быть с внутренней или наружной стороны, зубья армированы высоколегированной сталью или твердосплавным материалом (карбид вольфрама).
Об особенностях способа ГНБ читайте здесь. Как производится горизонтально направленный прокол и дальнейшая работа, подробно смотрите в этой статье.
Зарезное долото
С помощью данной буровой головки осуществляется зарезка боковых стволов рабочей скважины. В соответствии с особенностями грунта выбирают буровые головки с оснащением алмазными элементами, PDC-резцами или твердосплавными зубцами. Зарезное буровое долото 152 мм может заменить шарошечный бур при проведении работ с формированием искривления ствола скважины.
Лопастные долота
Данный вид инструмента применяется при сверлении мягких пород и имеет весомый недостаток: с продвижением вглубь породы уменьшается диаметр скважины. Это предполагает дополнительную обработку скважины для расширения, что занимает рабочее время. Поэтому лопасти применяют для формирования неглубоких скважин, в основном, для геологической разведки или обустройства домашнего колодца.
Алмазные долота
Функциональность данного инструмента зависит от прочности алмазных элементов (искусственных или натуральных). Размеры буровых долот с алмазными элементами на 2 мм меньше, чем шарошечные и лопастные аналоги. Преимуществом данного типа буровой головки является формирование забоя круглой формы. Недостаток - низкая скорость бурения и повышенные требования к промывке забоя во время работы.
Инженеры работают над усовершенствованием конструкции породоразрушающих элементов, повышением их функциональности и износостойкости. Разработки ведутся в направлении улучшения системы подвода промывочного раствора к забою буровой колонны, поиска новых форм зубьев и повышения точности сборки конструкции.