Породоруйнівний інструмент

БУРОВИЙ ІНСТРУМЕНТ

Навчальні цілі: у результаті вивчення розділу студент повинен знати види, призначення та умови застосування буровыого інструменту.

Інструмент, що використовують при бурінні свердловин, називають буровим. За призначенням він поділяється на технологічний, допоміжний, аварійний і спеціальний.

До технологічного відносять інструмент, за допомогою якого безпосередньо відбувається поглиблення свердловини. Набір технологічного інструменту, з’єднаного у визначеній послідовності, що дає можливість виконувати зазначені операції, називається буровим снарядом. Склад снаряда залежить від способу буріння, однак у будь-якому випадку він обов’язково містить породоруйнівний інструмент, що передає вибоєві зовнішні механічні навантаження.

Основна частина породоруйнівного інструменту – його робочі елементи, що безпосередньо контактують з вибоєм і руйнують породу. Як робочі елементи використовуються матеріали, що мають високу твердість: алмазні зерна, пластинки твердого сплаву, синтетичні надтверді матеріали тощо. Інші елементи бурового снаряда (колонкова труба, перехідник, штанги з замками та муфтами) в сукупності являють собою проміжну ланку, через яку від бурової установки передаються зовнішні навантаження на породоруйнівний інструмент.

Допоміжний інструмент призначений для проведення спуско-підіймальних операцій (ключі, елеватори, труботримачі, обсадні колони), а також для підвищення ефективності буріння шляхом гасіння вібрацій і ударів (демпфери, амортизатори, віброгасники).

Аварійний інструмент слугує для запобігання (шламоуловлювачі, протиприхоплювальні перехідники та ін.) і ліквідації аварій (ловильний інструмент, фрезери та ін.).

Спеціальний інструмент використовують для проведення спеціальних робіт у свердловинах, наприклад: при штучному викривленні стовбура свердловини, при виконанні тампонування та ін.

Породоруйнівний інструмент

Породоруйнівний інструмент – частина бурового снаряда, яка призначена для безпосереднього руйнування гірської породи в процесі буріння свердловин.

Породоруйнівний інструмент для обертального буріння свердловин можна поділити на дві великі групи: інструмент для буріння свердловин з відбором керна – коронки, та інструмент для буріння без відбору керна – долота.

Коронки у свою чергу підрозділяються на алмазні і твердосплавні, а долота – на пікобури, лопатеві, алмазні та шарошкові.

Схема класифікації породоруйнівного інструменту наведена на рис. 2.1.

Рис. 2.1. Схема класифікації породоруйнівного інструменту

Алмазні коронки

Алмазна коронка (рис.2.2) складається з матриці, що містить алмази, і сталевого корпусу з різьбою. Матриця являє собою металокерамічне кільце, у якому розміщені різальні елементи – алмази. Для проходження через коронку промивальної рідини з метою охолодження і виносу частинок породи у матриці є промивальні канали, що розділяють її на більш дрібні елементи – сектори.

Алмази в коронці розташовуються у визначеному порядку (у вигляді певної схеми). Розрізняють об’ємні (торцеві) алмази, що виконують основну роботу при бурінні – руйнування породи по кільцевому вибою, і підрізні (бічні), що калібрують свердловину й керн, який утворюється при бурінні.

Випускають коронки з розташуванням об’ємних алмазів у поверхневому шарі (одношарові) та імпрегновані, матриця яких виготовлена з ретельно змішаного порошкоподібного матеріалу з подрібненими алмазами.

Алмазні коронки випускають таких діаметрів: 26 - 112 мм.

Для армування породоруйнівного інструменту застосовують природні і синтетичні алмази. При виготовленні одношарових алмазних коронок як об’ємні алмази використовують алмази крупністю від 10 до 90 шт/карат, підрізні – від 5 до 60 шт/карат.

Одношарові алмазні коронки застосовуються для буріння порід V–IX категорій за буримістю.

Імпрегновані коронки застосовуються для буріння порід IX–XII категорій за буримістю.

Маркування коронок. Перші дві цифри від 01 до 99 означають порядковий номер конструкції коронки. Далі велика літера російського алфавіту вказує тип коронки: А – одношарова або И – імпрегнована, потім арабською цифрою позначають твердість матриці в умовних одиницях за Роквеллом HRC: 3 – нормальна (20–25); 4 – тверда (30–35); 5 – дуже тверда (50–60). Через дефіс вказують діаметр коронки, наприклад, 01А3-59, 02И4-112.