Презентация "Породоразрушающий инструмент" – проект, доклад

Породоразрушающий инструмент

19:28 БУРЕНИЕ НГС

Вопросы рассматриваемые на лекции: Классификации породоразрушающего инструмента; Области применения разных типов породоразрушающего инструмента; Конструкции долот и бурголовок; Механизм разрушения породы разным типом инструмента; Контрольные вопросы.

Классификация породоразрушающего инструмента

Группы по назначению: 1). Для бурения сплошным забоем – долота; 2). Для бурения кольцевым забоем с отбором керна – бурильные головки; 3). Для специальных работ - инструменты специального назначения;

По принципу разрушения породы каждая группа п.р.и. подразделяются на 3 подгруппы: 1) Режуще – скалывающего действия – применяется для разбуривания пластичных, малоабразивных пород 1 – 5 категории твердости (мягких и средних). Долота с т/спл вставками и резцами АТП, а также бурголовки PDC; 2) Дробяще – скалывающего действия – применяется для разбуривания пород любой абразивности и твердости. Шарошечные долота и бурголовки. 3) Истирающе – режущего действия – применяется для бурения в породах средней твердости, а также при чередовании высокопластичных маловязких пород с породами средней твердости и твердыми. Алмазные долота и бурголовки.

По конструкции:

2).Опорные На опоре закреплена шарошка - вращающаяся относительно корпуса часть долота, оснащенная вооружением (шарошечные долота)

1).Безопорные Долото не имеет вращающихся частей (лопастные долота и алмазные)

Лопастные долота с твердосплавными вставками- инструмент режуще-скалывающего типа

Пикобур Рыбий хвост

3-х лопастное долото

Достоинства лопастных долот: 1) Резание или скалывание – это наиболее эффективный метод разрушения горных пород; 2) Отсутствие вращающихся частей Недостатки: Требуется большой крутящий момент; Низкая износостойкость (исключение – PDC).

Лопастные долота оснащённые алмазно - твердосплавными пластинами АТП (РDС)

Polycrystalline Diamond Compact

Пластины АТП

PDC долота срезают слой породы Породы легче разрушаются при боковой нагрузке Более экономичное расходование энергии

В отличие от шарошечных и алмазных долот, резцы долот PDC обладают самозатачивающими свойствами. Тв/сплавная подкладка изнашивается быстрее алмазного стола, формируя острую кромку.

самозаточка

Профиль забоя

Долота PDC были разработаны для бурения мягких и средних по твердости малоабразивных пород. В средних породах эти долота опережают по скорости бурения и проходке на долото шарошечные и алмазные долота. Это достигается за счёт алмазосодержащих режущих элементов имеющих высокую износостойкость и отсутствием в их конструкции быстро изнашивающихся движущихся частей, благодаря чему инструмент обладает повышенной долговечностью. Это приводит к уменьшению расхода долот и времени механического бурения скважины, что позволяет снижать затраты заказчика при бурении скважин.

Условное обозначение долот PDC

долото БИТ-4-152,4/175 МС

Бицентричное долото

Алмазный п.р.и.

Микрорезание или истирание

Долота с натуральными алмазами и импрегнированные

Работают как маленький плуг Обычно требуют высоких скоростей вращения долота – 400 об/мин и более, что возможно при применении турбобура

Алмазные долота применяют в мягких и средних по твердости мало и среднеабразивных породах в скважинах глубиной свыше 3000 м. Как правило, стойкость алмазного долота в 20—30 раз превышает стойкость шарошечного, а значит, одно алмазное долото заменит 20-30 шарошечных долот.

Шарошечный п.р.и.

ЗУБ ШАРОШЕЧНОГО ДОЛОТА - ДРОБЯЩЕ-СКАЛЫВАЮЩЕГО ДЕЙСТВИЯ

Шарошечное долото

Раздавливание и удаление частиц породы Резец требует высоких удельных нагрузок для дробления породы сжатием

У шарошечного долота, в отличие от лопастного, с забоем одновременно взаимодействует лишь небольшая часть элементов вооружения.

Шарошечные долота

Количество шарошек: 1, 2, 3 Вооружение - совокупность элементов, непосредственно разрушающих породу: • фрезерованные зубья • твердосплавные штыри • комбинированное Опора : цапфа + подшипники - скольжения или качения; Система смазки опоры долота: • не герметизированная • герметизированная Система промывки: • центральная • боковая гидромониторная • комбинированная

2 – лапа долота; 4 – цапфа; 5 – штырь твердосплавный; Твердосплавные штыри применяются для разрушения пород средне и сильноабразивных, а также крепких и очень крепких по классификации твердости; В мало-среднеабразивных породах мягких, средних и твердых применяются долота имеющие стальные фрезерованные зубья; 7 – шарошка; 8 – подшипники качения (высокооборотное долото, с частотой вращения до 600 об/мин); Могут быть подшипники скольжения (низкооборотное долото с частотой вращения до 250 об/мин); 9 – промывочное отверстие;

Конструкция секции долота с герметизированной опорой шарошки со смазкой подшипников: 1 – лапа; 2 – маслонаполненный эластичный резервуар; 3 – крышка камеры; 4 – маслопроводные каналы и зазоры; 5 – стопор с кольцевой проточкой; 6 – цапфа; 7– шарошка; 8 –уплотняющее кольцо; 9– подшипники

Клиновидный зубок

Конический зубок Зубок иной формы

Наплавка стальных зубьев

В мягких, средних, твердых породах за счет проскальзывания шарошки достигается эффект резания или скалывания. Проскальзывание шарошки достигается: Конусностью шарошки; Смещением оси шарошки относительно оси долота; Выходом вершины шарошки за ось долота;

Смещение осей шарошек на величину К : мягкие ГП = 7.8-10.0 мм ; средние ГП = 4.0-5.0 мм

Центральная промывка

Комбинированная промывка

Удлиненные насадки

Система промывки

Условное обозначение трехшарошечных долот

III 215,9 ТКЗ-ГНУ - трехшарошечное долото диаметром 215,9 мм для бурения твердых абразивных пород с про-пластками крепких; боковая гидромониторная промывка; опоры шарошек на концевых подшипниках скольжения и двух подшипниках качения, с герметизацией и смазкой

Расшифровка кода УСЛОВНОГО ОБОЗНАЧЕНИЯ ДОЛОТ

Г – боковая гидромониторная промывка; Ц - центральная промывка; А - опоры шарошек на концевых и периферийном подшипниках скольжения и одном подшипнике качения, Н - опоры шарошек на концевых подшипниках скольжения и двух подшипниках качения; В - опоры шарошек на подшипниках качения; У - конструкция долота с герметизированными маслонаполненными опорами.

Условное обозначение трехшарошечных долот (современная кодировка)

Первая цифра кода характеризует группу вооружения; Вторая цифра кода – тип и особенности вооружения и области применения долота в пределах группы; Третья цифра характеризует опору и калибрующую способность долота;

Применяют при отборе керна в составе колонкового набора. Бурильные головки изготовляют трех типов: • шарошечные • лопастные • алмазные

БУРИЛЬНЫЕ ГОЛОВКИ

Шарошечная бурильная головка К 187,3/100 ТКЗ

Бурильная головка с резцами PDC

Алмазная бурильная головка

Специальный инструмент

558 мм расширитель

1. Cтартовый фрезер КФС - для начала зарезки «окна» в обсадной колонне; 2. Оконный фрезер КФО - для полного выреза «окна» и начала разбуривания второго ствола («арбузный» фрезер). 3. Фрезер-райбер КФР - для калибрования стенок «окна»

На сколько групп и какие делятся ПРИ по принципу взаимодействия с горной породой? На какие группы делятся ПРИ по назначению? Область применения лопастных долот c резцами АТП? Расположите долота разных типов по величине Мкр, начиная с наименьшего по энергоёмкости долота? Можно ли применять алмазные долота в трещиноватых породах? Имеют ли конкуренцию шарошечные долота в крепких породах? Раскрыть механизм разрушения породы шарошечным долотом?

Вопросы: 04.02.2019

Вопросы: 8. Недостатки долот с резцами АТП? 9. Какие типы долот следует применять в среднеабразивных породах? 10. Почему долота PDC нельзя применять в твердых породах? 11. Назначение сменных насадок? 12. По какому принципу выбираются долота и бурголовки? 13. Направление вращения долота? 14. Почему скорость бурения долот с резцами АТП выше скорости бурения шарошечных долот? 15. Чем обусловлен низкий выход керна при бурении шарошечными долотами?

Вопросы: 16. Назначение пикобура? 17. Можно ли в мягких породах применять шарошечные долота типа «С» ? А «СЗ» ? 18. Почему шарошечные долота называют секционными? 19. Возможен ли эффект резания шарошечными долотами в крепких породах? 20. Сколько должно сделать оборотов шарошечное долото, чтобы разрушить породу на высоту зуба? 21. Назовите причины из которых следует, что шарошечное долото не рекомендуется вращать с большой частотой? 22. В каких случаях применяют расширитель?