Вопрос 1 Буровые долота. Назначение, типы, конструкция

Билет№1

Основным породоразрушающим инструментом при бурении являются буровые долота. Долота делятся по:

а) Назначению

- для сплошного бурения

- для бурения с отбором керна

б) По исполнению

- пикообразные

- лопастные

- торцовые (фрезерные)

- шарошечные

в) По воздействию на породу

- режуще - скалывающего типа(лопастные)

- дробяще - скалывающие типа (шарошечные)

- режуще - истирающего типа (ИСМ, алмазные)

1. Основной объем бурения в РОССИИ производится шарошечными долотами. В соответствии с ГОСТ 20692-75 шарошечные долота изготавливаются следующих типов (см. табл.№ 1)

Таблица № 1

ТИП	Геологические условия проходки	Исполнение шарошки
М	Бурение мягких пород	С фрезерованными зубьями*
МЗ	Бурение мягких абразивных пород	Со вставными твердосплавными зубками**
МС	Бурение мягких пород с пропластками пород средней твердости	С фрезерованными зубьями
МСЗ	Бурение мягких абразивных пород с пропластками пород средней твердости	С фрезерованными зубьями и твердосплавными зубками
С	Бурение пород средней твердости	С фрезерованными зубьями
СЗ	Бурение абразивных пород средней твердости	Со вставными твердосплавными зубками
СТ	Бурение пород средней твердости с пропластками твердых пород	С фрезерованными зубьями
Т	Бурение твердых пород	С фрезерованными зубьями
ТЗ	Бурение абразивных твердых пород	Со вставными твердосплавными зубками
ТК	Бурение твердых пород с пропластками крепких	С фрезерованными зубьями и твердосплавными зубками
ТКЗ	Бурение твердых абразивных пород с пропластками крепких	Со вставными твердосплавными зубками
К	Бурение крепких пород	Со вставными твердосплавными зубками
ОК	Бурение очень крепких пород	Со вставными твердосплавными зубками

* - фрезерованные зубья - выполнены за одно целое с телом шарошки

** - вставные твердосплавные зубки - обычно карбит-вольфрамовые вставки

Рациональное сочетание типа шарошечного долота и разбуриваемой породы приведено в таблице № 2

Таблица № 2

Тип долота	Литологическая характеристика разбуриваемой породы
М	Глины плотные, слоистые и неслоистые, известковистые и неизвест-ковистые, часто песчанистые и слюдистые, иногда с пиритом и конкрециями сидеритов, с прослоями рыхлых глинистых песчаников и алевролитов, глинистых слюдистых мергелей и известняков. Глины с прослоями мелкозернистого песка и вулканического пепла. Известняки и ракушечники.
МЗ	Переслаивание плотных глин, алевролитов, глинистых или карбонатных песчаников и мергелистых известняков. Чередование аргиллитов известковистых и неизвестковистых, алевролитов, песчаников разнозернистых кварцевых с известково-ангидритовым цементом, гли-нистых сланцев. Известняки органогенные с прослоями разнозернистых песчаников, слюдистых глин и алевролитов
МС	Глины песчанистые, аргиллитоподобные, опоковидные. Аргиллиты с прослоями разнозернистых песчаников, глинистых алевролитов, известняков и конгломератов, сцементированных известково-глинистым цементом
МСЗ	Глины пестроцветные и алевролиты с прослоями известняков. Чередование аргиллитов известковистых и неизвестковистых с алевролитами и песчаниками разнозернистыми, известковистыми, кварцевыми, слабослюдистыми. Аргиллиты, алевролиты, песчаники различного состава с прослоями песчанистых доломитов. Конгломераты разногалечные, местами крупновалунные, с прослоями песчаников и глин. Известняки органогенные, глинистые, доломитизированные с прослоями доломитов, мергелей, ангидритов или аргиллитов. Пересла-ивание песчаников разнозернистых, кварцевых, глинистых, плотных аргиллитов, иногда известковистых, местами переходящих в мергель; аргиллитов тонкослоистых, кварцевых, глинистых
С	Известняки и доломиты пелитоморфные мелкокристаллические, местами брекчиевидные, слабодоломитизированные; известняки ракушечники; мел писчий. Глины плотные, тонкослоистые, опоковидные, аргил-литоподобные, алевритистые, известковистые, слюдистые, иногда загипсованные. Аргиллиты слоистые, известковистые; мергели песчанистые. Песчаники различной плотности, разнозернистые, часто известковистые и глинистые; алевролиты плотные и рыхлые, слюдистые, известковистые. Конгломераты разногалечные, местами крупновалунные. Каменная соль крупнокристаллическая, с прослоями глин, ангидритов, доломитов, известняков
СТ	Известняки и доломиты разнозернистые, иногда брекчиевидные, неравномерно глинистые, участками окремнелые. Переслаивание глин алевритистых, алевролитов, песчаников слабосцементированных, аргиллитов известковистых, ангидритов, гипсов, мергелей. Каменная соль крупнокристаллическая, с прослоями глин, мергелей, ангидритов, доломитов
СЗ	Известняки органогенно-обломочные, местами перекристализованные, иногда доломитизированные, с прослоями аргиллитов. Переслаивание плотных глин, иногда аргиллитоподобных, в различной степени песчанистых, известковистых, загипсованных с песчаниками разнозернистыми, кварцевыми, известковистыми, глинистыми, аргиллитами слюдистыми, иногда окремнелыми, алевролитами кварцевыми, песчанистыми, известковистыми
Т	Известняки мелко- и тонкозернистые, местами перекристаллизованные, часто доломитизированные, в различной степени окремнелые. Доломиты мелко- и тонкозернистые, пелитоморфные, плотные, иногда массивные, загипсованные, ангидритизированные. Переслаивание глин и глинистых сланцев песчанистых, слюдистых, алевролитов кварцевых, глинистых и песчаников разнозернистых, кварцевых, полимиктовых, слюдистых. Встречаются конгломераты и гравеллиты.
ТЗ ТКЗ	Известняки органогенные, тонкозернистые, пелитоморфные, участками окремнелые, доломитизированные. Доломиты мелко- и тонкозернистые, участками окремнелые, с включениями гипса. Аргиллиты иногда окремнелые. Алевролиты и песчаники мелкозернистые, кварцевые. Роговики, андезиты, андезитобазальты.
К	Известняки и доломиты окремнелые
ОК	Алевролиты тонкослоистые. Сланцы углисто-глинистые, филлитизированные. Песчаники кварцевые, кварцитовидные. Андезиты, андезитобазальты

2 По конструкции шарошечные долота делятся на:

2.1. По количеству шарошек:

одношарошечные,

двухшарошечные,

трехшарошечные

2.2 По расположению и конструкции промывочных или продувочных отверстий:

Ц - долото с центральной промывкой

Г - долото с боковой промывкой.

П - долото с центральной продувкой

ПГ - долото с боковой продувкой.

2.3 По конструкции опор шарошек:

В - на подшипниках качения.

Н - на одном подшипнике скольжения (остальные подшипники качения)

У - герметизация опоры с маслонаполнением

А - на двух или более подшипниках скольжения.

Литерами А маркируются долота для низкооборотного бурения (до 150 об/мин),

Н - для среднеоборотного бурения (от 150 до 400 об/мин),

В - для высокооборотного бурения (более 400 об/мин).

Рис. 4.4. Устройство трехшарошечных долот:

1-система компенсации давления смазочного материала; 2-лапа; 3-периферийный роликовый радиальный подшипник качения; 4-концевой радиальный подшипник скольжения; 5-концевой упорный подшипник скольжения; 6-герметизирующий элемент: 7-средний шариковый радиально-упорный подшипник качения;8-фрезерованный зуб периферийного венца; 9-фрезерованный зуб среднею венца: 10-фрезерованный зуб вершины шарошки; 11-наплавка зерновым твердым сплавом; 12-шарошка; 13-твердосплавный зубок, запресованный в тыльный конус шарошки; 14-твердосплавный зубок периферийного венца шарошки:15-т|вердосплавпый зубок среднего венца шарошки; 16-концевой роликовый радиальный подшипник качения: 17-гвердоснлавный зубок вершины шарошки: 18-твердосплавный зубок, запресованцый в козырек лапы: 18-козырек лапы: 20- замковый палец; 21-цапфа лапы; 22-спинка лапы: 23-корпус долота; 24-резервуар для размещения смазки: 25-упорный уступ долоа; 26-внутренняя полосгь присоединительного ниппеля; 27- присоединительный ниппель с замковой резьбой; 28-торец присоединительного ниппеля.

Три лапы сваривают между собой. На верхнем конце конструкции нарезана замковая присоединительная резьба. Каждая лапа в нижней части завершается цапфой, на которой проточены беговые дорожки под шарики и ролики. На цапфе через систему подшипников устанавливается шарошка с беговыми дорожками. Тело шарошки оснащено фрезерованными стальными зубьями, размещенными по венцам.

Пример маркировки:

III 215.9 МЗГВ - долото трехшарошечное, диаметром 215.9 мм, для бурения мягких абразивных пород, с боковой промывкой, для высокооборотного бурения

III 295.3 МСГАУ - долото трехшарошечное, диаметром 295.3 мм, для бурения мягких пород с прослойками средних, с боковой промывкой, для низкооборотного бурения (А - все подшипники скольжения), с герметизированными маслонаполненными опорами.

К 139.7/52 ТКЗ - долото для отбора керна диаметром 139.7 мм, диаметр выносимого керна 52 мм, для бурения твердых абразивных пород с пропластками крепких.

В обозначении бурильных головок перед диаметром:

К - для керноприемных устройств без съемного керноприемника, тип резьбы - муфта

КС - для керноприемных устройств со съемным керноприемником, тип резьбы - ниппель