Лопастные долота

Лопастные долота

     Вооружение лопастных долот выполняется в виде лопастей со сплошной (РС) или гребенчатой (ИР) режущими кромками. Долото состоит из корпуса 3 и лопастей 1 и имеет систему про­мывки забоя, включающую внутреннюю полость 4 и промы­вочные отверстия 2. На передних гранях лопастей выполняют­ся пазы, в которые впаиваются твердосплавные пластины 5. Боковые калибрующие грани лопастей армируются твердо­сплавными штырями 6 (рис. 5.5). Сверху корпус имеет резьбу для соединения с бурильным инструментом.   

     Основными характеристиками лопасти являются угол резания а = 70—85° и угол заострения а = 20—25°.

     Внедрение резца в породу забоя осуществляется при вра­щении долота и уменьшенных осевых усилиях. При движении внедренного в породу резца его передняя грань сминает (раз­давливает) породу, после чего происходит ее скол. В установив­шемся режиме работы резца порода разрушается последова­тельно в два этапа: смятие — скол.

     Используются следующие лопастные долота:

     режуще-скалывающего действия двухлопастные 2Л диа­метром от 76 до 165,5 мм с обычной промывкой и трехлопаст­ные ЗЛ диаметром от 120,6 до 469,9 мм с обычной и гидромо­ниторной промывкой;

     истирающе-режущего действия трехлопастные ЗИР ди­аметром от 190,5 до 269,9 мм и шестилопастные 6ИР с обыч­ной и гидромониторной промывкой;

     Пикообразные долота П выпускаются диаметром от 98,4 до 444,5 мм с обычной промывкой и бывают двух видов:

     Ц—для разбуривания цементных пробок и металлических деталей низа обсадных колонн;

     Р — для расширения ствола скважины.

     Выпускаются следующие типы лопастных долот:

     М — для мягких горных пород;

     МС—для мягких пород с пропластками средней твердости;

     МСЗ—для мягких абразивных пород с пропластками сред­ней твердости;

     С — для горных пород средней твердости.

     Первые два типа долот изготавливаются по принципу режуще-скалывающего действия для бурения рыхлых и слабосце- ментированных обломочных пород. Два последних типа долот изготавливаются истирающе-режущего действия для бурения мягких абразивных (алевролиты и слабосцементированные песчаники) и средних по твердости пород (аргиллиты, глинис­тые сланцы, гипсы).

      Принципиальное отличие долот ИР-действия от долот РС-дейст­вия — это прерывистое исполнение режущей кромки. Делается это для повышения удельного давления на забой и улучшения охлаждения режущих элементов промывочной жидкостью. Для обеспечения этих же условий у долот 6ИР три лопасти имеют укороченную высоту. В этих долотах штыри из твердого спла­ва ВК8-В впрессовываются со значительным вылетом над кромкой лопасти, в результате получается гребенчатая режу­щая кромка.

     Под действием осевой нагрузки лопасть долота внедряет­ся в горную породу и далее, вращаясь вместе с долотом вокруг его оси, срезает-скалывает слой породы некоторой толщины. При этом каждая точка лопасти совершает винтовое движе­ние. Момент на долоте складывается из сопротивления горной породы скалыванию, трения лопастей о забой и стенку сква­жины.

     Система промывки лопастного долота включает внутрен­нюю полость корпуса и промывочные отверстия. Число отвер­стий совпадает с числом лопастей. Струя жидкости формиру­ется системой промывки и направляется на забой перед пере­дней гранью лопасти. Гидромониторная система промывки отличается от обычной системы установкой в промывочных отверстиях долота насадки, формирующей высокоскоростную компактную струю.

     Шифр долот отражает особенности конструкции, диаметр и тип долота. Например, 2Л-161,1М означает: двухлопастное долото с обычной системой промывки диаметром 161,1 мм для бурения мягких горных пород. ЗЛГ-190,5МС — трехлопастное долото с гидромониторной промывкой диаметром 190,5 мм для разбуривания мягких с пропластками средней твердости пород.

     В шифре истирающе-режущих долот вместо буквы Л ста­вятся буквы ИР. Например, ЗИР-190,5МСЗ — трехлопастное долото с обычной системой промывки диаметром 190,5 мм типа МСЗ. Масса этого долота 25 кг, допускаемая нагрузка 180 кН, допускаемый крутящий момент 3800 Н м.

     Лопастные долота не применяются при бурении гидравли­ческими забойными двигателями и электробурами, т.к. при бурении ими необходим большой крутящий момент.