Коронки твердосплавные

· долота лопастные (режущие и скалывающие породу )

· долота шарошечные с почти цилиндрическими шарошками (скалывающие и дробящие породу )

· долота с коническими шарошками (дробящие породу )

· одно- ; двух- ; трех- ;четырехшарошечные

Применяются различного типа, размеров, моделей долота. При бурение скважин на территории РФ, широкое применение получили шарошечные долота. Ими ежегодно выполняются 90% всех работ на территории России и за рубежом. Наиболее распространен трехшарошечный вариант долота.

Для бурения в современно промышленности используют специальные инструменты или детали, которые именуют долотами или коронками. Это насадки на буровые механизмы или установки, что выполняют непосредственно функцию бурения.

Матричное долото из твердых сплавов

Их крепят на роторы, которыми любая буровая установка оборудована в обязательном порядке. Однако долота и коронки могут различаться по своей структуре, так как предназначаются для разработки различных пород. Отдельным классом считаются твердосплавные буровые колонки и долота, о которых сейчас и пойдет речь.

Для бурения необходимо применять долото или коронку. Это главный рабочий инструмент, который берет на себя всю нагрузку от разработки породы.

Само по себе долото – это искусственно вылитая из металла матрица, на которую монтируют дополнительные детали. Например, шарошки, зубцы и т.д.

При вращении эти зубцы разрабатывают породу и дают человеку возможность выполнять бурение каналов, тоннелей и т.д.

Без них невозможно обойтись при разработке шахт, прокладке тоннелей для метро или автомобильных путей, коммуникаций и т.д.

Обратите внимание

Коронки являются по сути тем же долотом, только работают они немного по другому принципу. Стандартное долото разрабатывает породу прямым методом контакта. То есть оно будет бурить землю по всей площади соприкосновения. И возможно даже по краям, если для этого на нем установлены необходимые элементы.

Коронки же дают нам возможность работать колонковым методом. Простейший пример таких действий – бурение алмазными коронками бетонных конструкций. Сама коронка имеет форму пустотелого цилиндра. Одна стенка цилиндра является его тыльной стороной, а второй просто нет.

Вместо нее коронка по периметру затачивается или оборудуется нарезными бурильными элементами. В основном резцами или чем-то подобным.

Долота для сплошного бурения

При работе таким методом бурение происходит за счет врезания резцов коронки в породу, в то время как центральная ее часть остается нетронутой. Она просто фиксируется в цилиндре, а затем вынимается.

Крупногабаритные твердосплавные вставки для буровых долот

Имеются в виду сплавы из никеля, вольфрама и титана. Существует огромное количество сплавов такого типа, поэтому выделять основные смысла нет. Только стоит понимать, что твердосплавными делают не тело долота или коронки, а сами режущие элементы.

Исключения, конечно, имеются, но они чрезвычайно редки. А все дело в том, что буровые долота и коронки полностью из вольфрама или титана – это инструменты огромной прочности, но и не меньшей цены. Использовать их в абсолютном большинстве случаев нерентабельно.

Другое дело, когда буровые насадки оборудуют только режущими элементами, которые уже выполняли из твердых сплавов. В таком случае затраты на производство понизятся в десятки раз, а вот долговечность работы и эффективность оборудования обязательно повысится.

Важно

Долота, как правило, оборудуют врезными пластинами, конусообразными резцами и т.д. Их запрессовывают непосредственно в матрицу или рабочий элемент. Например, твердосплавные частицы всегда запрессовывают в шарошки, таким образом, повышая их надежность и долговечность.

Коронки не нуждаются в использовании пластин, на них монтируют очень мелкие резцы, или же прикручивают стираемые расходные насадки из твердых сплавов.к меню ↑

Твердосплавные долота и коронки от обычных, как правило, отличаются только наличием усиленных резцов, а потому и классификация их тоже практически одинакова.

Так, буровые коронки из твердых сплавов по типу конструкции делят на:

  • Зубильные;
  • Для гидроударного бурения;
  • Ребристые;
  • Резцовые;
  • Самозатачивающиеся.
    Твердосплавные коронки для бурения колонковым способом
Предлагаем ознакомиться  Драгоценные металлы: виды, свойства, ценность, применение

Устройство шарошки в  трехшарошечном долоте с твердосплавным вооружением

Первый вариант – это коронки для бурения перфораторным методом. Их оборудуют довольно крупными и серьезно заточенными резцами.

Системы гидроударного бурения имеют твердосплавное покрытие, которое позволяет им разрабатывать крупные и прочные породы. Например, скальные отложения гранита, абразивных камней и т.д.

Ребристые образцы используют для разработки песчаников, глинистых грунтов и карстовых пород. Они чрезвычайно долговечны, так как используются с довольно мягкими грунтами.

Резцовыми коронками пользуются, когда надо взаимодействовать со сланцами и известняками.

Последний тип инструмента – это самозатачивающиеся модели коронок. Их твердосплавные резцы и режущие пластины разработаны так, чтобы иметь возможность не стираться во время бурения, а наоборот, затачиваться. Такие модели чрезвычайно дороги, но и качество у них соответствующее.

Характеристики твердосплавных коронок тоже мало чем отличаются от аналогичных у стандартных моделей. Их диаметры начинаются от 50-70 миллиметров. Верхняя же планка у массовых образцов находится на уровне 700-900 миллиметров. Но это далеко не предел.

Длина режущей насадки коронок равняется 35-130 мм. Это если рассматривать средние по своим габаритам модели.

Совет

Интересен тот факт, что чем больше диаметр рабочего лезвия на коронке, тем дольше оно проработает и будет пригодной к нормальной эксплуатации.

Разновидностей долот для бурения тоже хватает, но твердосплавными резцами оборудуют преимущественно две основных разновидности. Имеются в виду долота:

  • Шарошечные;
  • Матричные или PDC.

Матричные или PDC долота с вставками из твердосплавных металлов

Долота для сплошного бурения

Шарошечные долота удобны своей функциональностью и практичностью. На подвижную основу из нескольких лап монтируют шарошки. Именно шарошки и оборудуются твердосплавными резцами. Их диаметр может начинаться от 50 мм и доходить до довольно высоких значений.

Как правило, шарошек используется несколько. Самыми популярными считаются трехшарошечные модели, хотя здесь все зависит от конкретной ситуации. Шарошечные долота из твердых сплавов являются оптимальным решением для тех, кому нужно получить качество за приемлемую сумму.

Матричные долота отличаются немного другими характеристиками. Они собираются из цельной матрицы, которую могут производить из разных составов.

На матрице можно монтировать резцы любых видов. Используются как стандартные пластины или полуконические вставки, так и дробящие элементы или даже напыление. В этом плане матричные модели долот очень функциональны и, что очень важно, произвести обновление или замену режущего состава довольно легко.

Такие типы бурильных инструментов имеют диаметры от 150 и до 1000 миллиметров. Скорость их вращения начинается от 250 оборотов в минуту. Этим они отличаются от шарошечных долот, которые за счет своих особенностей часто используются на скорости в 80-120 оборотов в минуту.к меню ↑

Твердосплавные встраиваемые пластины для буров

Особенность использования твердосплавных долот и коронок в том, что за их состоянием нужно очень четко следить. Конечно, повышенная прочность дает вам некоторое поле для маневра, однако качественный уход еще сильнее улучшит качественные характеристики и долговечность бурового инструмента.

Долота для сплошного бурения

Плюс стоит заметить, что твердосплавные модели, как правило, нуждаются в постоянной очистке, мойке и смазке. Поэтому их лучше использовать на специальных буровых установках, в которых есть оборудование для постоянной очистки долота. Также потребуется подача бурового масла, которое смазывает резцы, делает их более устойчивыми.

Это достигается за счет уменьшения силы трения между породой и самим металлом. При этом эффективность бура не уменьшается, а даже увеличивается.

Обратите внимание

Раз в определенный период зубцы проверяют на качество. Не исключено, что во время работы несколько твердосплавных частей вылетит из бура либо повредиться их седло (это если говорить о матрицах, в которые резцы и пластины запрессовывают на станках).

Предлагаем ознакомиться  Камень карнеол и магические свойства по знакам Зодиака

В таком случае их снимают на доработку и ремонтируют в срочном порядке. У коронок такие проблемы наблюдаются намного реже, так как у них площадь сопротивления намного ниже. Однако и здесь придерживаются аналогичных алгоритмов работы и обслуживания.к меню ↑

Существующие виды буровых долот можно разделить в зависимости от назначения, исполнения и разрушения породы.

По назначению долота бывают сплошными (которые предназначены для разрушения скважины по периметру всего забоя), с отбором керна (центральная часть забоя оставляется, порода разрушается не до конца) и особых предназначений (фрезер, расширитель и т. д.). По исполнению существуют долота лопастного типа, шарошечного, ступенчатого, пикообразного.

Виды лопастных долот.

Долота для сплошного бурения

Буровые долота по воздействию делят на режуще-скалывающие, дробяще-скалывающие, режуще-истирающие. Первое название носит лопастное буровое долото, второе — шарошечное, третье — алмазное. Каждый из вышеперечисленных видов имеет свое применение и индивидуальные характеристики.

Рекомендуется приобретать долота в комплекте с буровыми установками, чтобы обеспечить высокое качество работы.

Лопастные долота

Шарошечные долота

Шарошечное бурение — способ бурения скважин с использованием шарошечного долота. Впервые было применено в США в 20-х годах 20-го века. В России этот способ бурения применятся с 30-х гг. 20 в. для бурения нефтяных и газовых скважин.

При шарошечном бурении горные породы разрушаются стальными или твердосплавными зубками шарошек, вращающимися на опорах бурового долота, которое, в свою очередь, вращается и прижимается с большим осевым усилием к забою.

Долото шарошечное — (англ. roller bit) породоразрушающий дробящий, дробяще-скалывающий инструмент карьерных станков вращательного бурения, с вооружением шарошки в виде фрезерованных на ней зубьев различной длины и конфигурации или впрессованных на нее штырей из твёрдого сплава — карбида вольфрама, применяемый для механического разрушения горной породы от мягкой до очень крепкой в процессе бурения скважины.

Лопастные долота

В отличие от шарошечных лопастные долота просты по конструкции и по технологии изготовления. Такие долота характерны своей механической скоростью в рыхлых, мягких и несцементированных породах. При бурении такими долотами часто наблюдается значительное уменьшение диаметра скважин, что приводит к необходимости расширения и проработки скважины перед спуском очередного долота.

Фрезерные долота

Фрезерное долото – применяется в твердых породах при глубоком вращательном бурении). Патент американских изобретателей Шарпа и Юза. Оно состоит из 2 конических, грубо насеченных, фрезеров из твердой стали, насаженных навстречу один другому под углом 46° к вертикали, каждый н”а собственной оси, на конце тупого массивного корпуса долота.

Вследствие вращения корпуса ФД вместе со всей штанговой системой, каждый из фрезеров, касающийся забоя скважины, получает свое самостоятельное быстрое вращательное движение около своей собственной оси и своей работой изнашивает твердую породу забоя, отчего и получается поступательное движение всего бурового снаряда.

Эти долота могут быть использованы не только для бурения скважины в присутствии металлического и твердосплавного скрапа, но и для разбуривания оставшихся на забое шарошек и других металлических предметов, бетонных и иных пробок.

Долота ИСМ

Отличие ИСМ является в том, что их породоразрушающие элементы покрыты сверхтвердым материалом славутич. В зависимости от размера и конструкции долота ИСМ изготавливаются цельноковаными (с последующим фрезерованием лопастей ) либо с приваренными лопастями. Данные долота обладают более высокой износостойкостью и меньшей стоимостью, по сравнению с долотами оснащенными природными алмазами. Долота ИСМ выпускают трех разновидностей: режущего действия (режущие), торцовые (зарезные) и истирающие.

20 Алмазные и твердосплавные буровые долота истирающе-режущего действия – их применение

Алмазные долота обладают наличием алмазных режущих элементов т.е. (природных или синтетических) той или иной величины (крупности). Обычно используются наименее ценные разновидности природного алмаза, именуемые карбонадо (бразильские технические алмазы) или черные алмазы (характерные своей вязкостью ).

Предлагаем ознакомиться  Как выглядит проба на серебре

Показатели данных долот зависят от качества и размеров алмазов. Качество определяют группой и категорией, а размер – числом камней. Природные и синтетические алмазы размещают в спекаемой матрице (обычно медно-твердосплавной ), составляющей единое целое с нижней частью стального полого цилиндрического корпуса долота.

Вбуровых долотах обычно используютнаименее ценную разновидность природногоалмаза, именуемую карбонадо бразильскиетехнические алмазы) или черным алмазом,которая характеризуется меньшейтвердостью, но значительно большейвязкостью, что в условиях бурениячрезвычайно важно.

Техническиепоказатели алмазных долот во многомзависят от качества и размеров алмазов.Качество определяют группой и категорией,а размер — числом камней на 1 кар (0,2 г).

Совет

Работоспособность алмазного долота В
наибольшей степени, чем инструмента
любого другого вида, зависит от чистоты
ствола и забоя и качества промывки.

Природныеи синтетические алмазы размещают вспекаемой матрице (обычномедно-твердосплавной), составляющейединое целое с нижней частью стальногополого цилиндрического корпуса долота.

Прибурении твердых, крепких и абразивныхпород износ матрицы интенсивнее, поэтомуво избежание излишнего обнажения алмазовматрица у долот для таких пород должнабыть наиболее износостойкой

Поразмещению алмазов в матрице различаютдве разновидности долот: однослойноеи многослойное .

  1. Лопастные долота режуще-скалывающего действия – их применение.

Долоторежуще-скалывающего действия, разрушающеепороду лопастями, наклоненными в сторонувращения долота. Предназначено длябурения мягких пород. Долотарежуще-скалывающего действия (лопастныедолота), предназначены для разбуриванияпластичных пород небольшой твердости(глина, глинистые сланцы) и малойабразивности.

Расположение промывочныхотверстий отклоняет струи промывочнойжидкости несколько вперед от плоскостейлопастей долота, что создает условиядля хорошей очистки забоя от выбуреннойпороды, удовлетворительного омываниялопастей промывочной жидкостью дляохлаждения и удаления с них налипающейпороды.

При бурении лопастными долотамиможно получить значительное увеличениескорости проходки, применяя долота спромывочными отверстиями, обеспечивающимиистечение жидкости из них со скоростью60—125 м/с. Такие долота, называемыегидромониторными.

В процессе проходкискважины не всегда удается обеспечитьнеобходимый расход промывочной жидкостидля получения нужной скорости истеченияжидкости из промывочных отверстий.Поэтому созданы и поставляются с долотамисменные насадки, подбор которых позволяетобеспечить требуемую скорость истеченияжидкости из насадок.

Долота для сплошного бурения

Гидромеханическийспособ бурения, в котором для разрушениязабоя используется энергия потокапромывочной жидкости с добавлениемабразива.

При данном способе наблюдаетсяувеличение механической скорости в1,5-5 раз, а проходки на долото до трех разпо сравнению с роторным бурением [1].

Также гидромеханический способ можетбыть особенно эффективен при буренииабразивных пород, где стойкость долотмала, и при бурении горизонтальныхскважин, где возникают проблемы созданиятребуемой осевой нагрузки.

  1. Типы трехшарошечных долот.

М– для мягких, вязких, пластичных инесцементированных пород (глины, мел,гипс);

МС– для мягких, вязких, пластичных инесцементированных пород с пропласткамипластичных и хрупко-пластичных пород(глины, мел, гипс с пропластками мергеля,песчаника, сланца);

С– для пластичных и хрупко-пластичныхпород средней твердости (мергели,песчаники, сланцы);

Т– для хрупко-пластичных твердых иабразивных пород (песчаники,доломитизированный известняк, доломиты,ангидриты с доломитом);

ТК– для хрупко-пластичных твердых пород,перемежающихся с хрупкими твердыми икрепкими абразивными пропласткамипород (песчаники, доломитизированныйизвестняк, доломиты, ангидрит спропластками окремнелых известнякови песчаников);

К– для хрупких крепких и абразивныхпород (окремнелые известняки и песчаники).

  1. Двухшарошечные долота, их применение.

Ихиспользуют основнымобразомпри бурении геологоразведочных скважин.

Двухшарошечные долотатипаМ предназначены для буренияскважин сплошнымзабоем и в слабых, наиболеемягкихи вязких несцементированных породах, такихкак суглинки,слабые глины имергели.

Ктипу С относятся долота 2В93С и2В112СМ,предназначенные для буренияскважин всредних породах, таких какизвестняки,аргиллиты, алевролиты, уплотненныеглины, мергели.

Двухшарошечныедолота второго класса, т.е. со вставнымтвердосплавным (штыревым) вооружением,выпускают типа К. Они предназначеныдлябуренияскважинвкрепкихи абразивных породах. Долота указанноготипа выпускают диаметрами 59,76, Девяностотри и Сто двенадцать мм.

  1. Одношарошеные долота, их применение.

Этидолота разработаны в СевКавНИПИ. Всеони относятся к одному классу (ствердосплавным вооружением) и одномутипу С3 (по прежнему обозначению С1) –для средних, преимущественно карбонатных,хрупких пород, таких как доломиты,конгломераты, известняки и др.

Одношарошечноедолото состоит из корпуса сприсоединительной головкой, лапы исферической шарошки. Промывочноеустройство в виде сквозного периферическогоотверстия просверливается в лапенедалеко от основания цапфы, направляющегострую раствора по касательной кповерхности шарошки.