в чем особенность алмазных долот
Алмазные долота
Алмазные долота предназначены для разрушения истиранием (микрорезанием) неабразивных пород средней твердости и твердых на больших глубинах (с глубины 3000 м).
Алмазное долото состоит из стального корпуса с замковой резьбой и фасонной алмазонесущей головки (матрицы). Матрица разделена на секторы радиальными (или спиральными) промывочными каналами, которые сообщаются с полостью в корпусе долота через промывочные отверстия (рис. 13).
Алмазонесущую матрицу изготовляют методом прессования и спекания смеси
Диаметр алмазных долот на 2-3 мм меньше соответствующих диаметров шарошечных долот. Это вызвано созданием условий для перехода к бурению алмазными долотами после шарошечных, у которых, как правило, по мере износа уменьшается диаметр.
Отраслевым стандартом ОСТ 39026-76 предусмотрено выпускать алмазные долота диаметром от 91,4 до 292,9 мм.
Основными достоинствами алмазных долот являются большая проходка на долото, хорошая центрируемость их на забое и формирование круглого забоя (в отличие от треугольной с округленными вершинами формы забоя при бурении шарошечными долотами).
Существенные недостатки алмазных долот — это крайне низкая механическая скорость бурения (максимальная механическая скорость не превышает 3 м/ч), узкая область применения (исключаются абразивные породы), а также повышенные требования к предварительной подготовке ствола и забоя скважины и промывке скважины в процессе бурения.
Добыча нефти и газа
нефть, газ, добыча нефти, бурение, переработка нефти
АЛМАЗНЫЕ ДОЛОТА
Основная особенность алмазных долот — наличие в них алмазных режущих элементов, т.е. алмазов (природных или синтетических) той или иной величины (крупности). В буровых долотах обычно используют наименее ценную разновидность природного алмаза, именуемую карбонадо (бразильские технические алмазы) или черным алмазом, которая характеризуется меньшей твердостью, но значительно большей вязкостью, что в условиях бурения чрезвычайно важно.
Технические показатели алмазных долот во многом зависят от качества и размеров алмазов. Качество определяют группой и категорией, а размер — числом камней на 1 кар (0,2 г). Работоспособность алмазного долота в наибольшей степени, чем инструмента любого другого вида, зависит от чистоты ствола и забоя и качества промывки. При наличии металла или твердого сплава (даже в малом количестве), или крупных обломков крепких пород на забое происходит образование выбоин, выкрашивание или раскалывание алмазов и быстрое разрушение долота. При недостатке бурового раствора наблюдается перегревание и растрескивание (прижог) алмазов. Это значительно осложняет бурение алмазными долотами. Другая, еще более важная специфическая особенность алмазных долот — их дороговизна и дефицит из-за недостатка алмазов, обладающих высокими техническими свойствами (прочностью, вязкостью, достаточной твердостью, сопротивлением ударам и т.п.).
Природные и синтетические алмазы размещают в спекаемой матрице (обычно медно-твердосплавной), составляющей единое целое с нижней частью стального полого цилиндрического корпуса долота.
При бурении твердых, крепких и абразивных пород износ матрицы интенсивнее, поэтому во избежание излишнего обнажения алмазов матрица у долот для таких пород должна быть наиболее износостойкой. В породах мягких и средних матрица изнашивается мало, вследствие чего в долотах, предназначенных для бурения этих пород, используется не слишком износостойкий материал для матрицы.
По форме и направлению пазов, приемочных канавок, рабочих органов и всей рабочей части выделяют три разновидности алмазного долота: радиальное (рис. 3.17, а), ступенчатое (рис. 3.17, б) и спиральное (рис. 3.17, в). Некоторыми специалистами выделяются и другие, преимущественно комбинированные разновидности.
По размещению алмазов в матрице различают две разновидности долот: однослойное (рис. 3.17, а —в) и многослойное (рис. 3.17, г), т.е. с им-прегнированными алмазами. Однослойные долота получают при однослойной укладке относительно крупных алмазов в графитовую пресс-форму,
Рис. 3.17. Алмазные долота основных разновидностей:
а — однослойное радиальное биконическое долото М311; б — ступенчатое; в — спиральное ТВ573; г — импрегнированное ТВ54
что приводит к их распределению в определенном порядке на поверхности матрицы, а импрегнированные — при равномерном перемешивании алмазов (как правило, мелких и невысокого качества) с частицами карбида вольфрама и другими компонентами матрицы перед спеканием долота.
Размеры алмазных долот так же, как и долот ИСМ, по номинальному диаметру несколько (обычно на 2 мм) уменьшены относительно соответствующих значений нормального ряда долот других видов (лопастных, шарошечных и др.) во избежание преждевременного истирания калибрующих алмазов или заклинивания долота в суженных участках ствола скважины. По внешнему виду, конфигурации, принципу действия и некоторым особенностям конструкции многие алмазные долота близки к описанным выше долотам ИСМ, особенно к истирающим.
В целом алмазные долота характеризуются монолитной конструкцией. В России выпускают четыре разновидности алмазных долот: однослойные ступенчатые и радиальные, импрегнированные радиальные и ступенчатые. Долота всех разновидностей изготовляют обоих классов, т.е. с природными и синтетическими алмазами.
Долота первого класса, оснащенные природными алмазами, выпускают трех типов (М, С, СТ).
Долота типа М (для бурения мягких пород) выполняют с однослойной укладкой алмазов в твердосплавной матрице рабочей головки, имеющей тороидально-ступенчатую форму. Алмазы для армирования этого долота
относительно крупные, но низкого (XXXIV группы) качества. Такие долота выпускают пяти размеров и пяти моделей: ДК188М6, ДК212М6, ДК241М6, ДК267М6 и ДК292М6. Литера Д в шифрах указанных моделей обозначает долото (алмазное), К — описанную разновидность долота (со ступенчатым профилем), 188 — номинальный диаметр долота в мм, М — тип долота, 6 — порядковый номер модификации.
При маркировке алмазных долот впереди их шифра наносят условный индекс предприятия-изготовителя. Московскому комбинату твердых сплавов присвоена в качестве условного индекса буква М, а ВНИИБТ — Н. За шифром указывают также заводской номер и год изготовления данного долота.
Долота типа С (для бурения средних пород) изготовляют как однослойными (той же разновидности К), так и импрегнированными. Однослойные ступенчатые долота типа С выпускают трех размеров под шифрами ДК138С6, ДК149С6 и ДК188С6, т.е. диаметрами 138, 149, 188 мм. Они оснащаются техническими алмазами XV6 группы второго класса.
Импрегнированные долота типа С характеризуются толстым (7 — 8 мм) рабочим слоем матрицы, перемешанной с овализированными алмазами XXXIV группы III категории качества. Эти долота имеют ступенчатую форму рабочей поверхности и выпускаются двух диаметров — 188 и 212 мм
под шифрами ДИ188С6, ДИ212С6 и ДИ212С2.
Долота типа СТ предназначены для бурения среднетвердых пород. Они выполняются только однослойными с радиальным расположением рабочих органов и промывочных пазов. Эти долота изготовляют четырех диаметров — 140, 159, 188 и 212 мм. Выпускают две модели долот диаметром 140 мм (ДР 140СТ1): с алмазами XV6 группы I категории (для наиболее тяжелых условий бурения) качества и алмазами той же группы, но II категории качества. Долота остальных размеров изготовляют только с алмазами XV6 группы II категории качества и выпускают под шифрами ДР159СТ1, ÄÐ188ÑÒ1 èÄÐ212ÑÒ1.
Долота второго класса изготовляют с искусственными алмазами марки СВИ-П, что означает синтетические, ВНИИТС (автор технологии) светлые (прозрачные), прочные. Эти алмазы несколько уступают природным по прочности, но вполне сравнимы с ними по прочности.
Долота с синтетическими алмазами выпускают четырех разновидностей: однослойные ступенчатые, однослойные радиальные (лопастные), импрегнированные ступенчатые и импрегнированные радиальные (лопастные), но только одного типа С.
Однослойные радиальные (лопастные) долота изготовляют с прямыми радиальными лопастными рабочими органами и выполняют со ступенчатой формой рабочей головки. Они выпускаются пяти размеров моделей ДКС138С, ДКС188С6, ДКС12С6, ДКС267С6. Литера С в середине шифра свидетельствует о том, что алмазы в долотах синтетические.
Однослойные радиальные (лопастные) долота изготовляют с прямыми радиальными лопастными рабочими органами, привариваемыми к корпусу долота в процессе изготовления последнего. Такие долота выпускают трех размеров и трех моделей ДЛС188С1, ДЛС212С1 и ДЛС267С1.
Импрегнированные ступенчатые долота по конструкции аналогичны однослойным долотам разновидности ДК и характеризуются закругленными тороидальными ступеньками, импрегнированными дробленными синтетическими алмазами по толщине матрицы на 7 —8 мм. Эти долота вы-
пускают также трех размеров моделей ДКСИ188С6, ДКСИ212С6 и ÄÊÑÈ267Ñ6.
Импрегнированные лопастные долота с синтетическими алмазами выпускают пока только одного размера — модель ДЛСМ212СЗ.
Конструктивные особенности современных алмазных долот
Классификации, виды и характеристики алмазных долот, их конструктивные особенности. Самозатачивание резцов во время бурения. Армирование твердосплавными вставками боковых поверхностей лопастей. Способы повышения скорости проходки. Схемы разработки забоя.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 03.08.2014 |
| Размер файла | 1,1 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://allbest.ru
«Конструктивные особенности современных алмазных долот»
1. Основные особенности
2. Конструкция долота
3. Классификации и технические характеристики долот
4. Современные долота
Список использованной литературы
В буровых долотах обычно используют наименее ценную разновидность природного алмаза, именуемую карбонадо (бразильские технические алмазы) или черным алмазом, которая характеризуется меньшей твердостью, но значительно большей вязкостью, что в условиях бурения чрезвычайно важно.
Природные и синтетические алмазы размещают в спекаемой матрице (обычно медно-твердосплавной), составляющей единое целое с нижней частью стального полого цилиндрического корпуса долота.
При бурении твердых, крепких и абразивных пород износ матрицы интенсивнее, поэтому во избежание излишнего обнажения алмазов матрица у долот для таких пород должна быть наиболее износостойкой. В породах мягких и средних матрица изнашивается мало, вследствие чего в долотах, предназначенных для бурения этих пород, используется не слишком износостойкий материал для матрицы.
Многие долота представляют собой комбинацию стали, карбида вольфрама, ПКА, а также алмазные режущие и измельчающие края. Существует множество комбинаций, каждая из которых создавалась для оптимального бурения различных видов пород. [6]
2. Конструкция долота
Рис. 1. Алмазное долото:
3. Классификации и технические характеристики долот
По форме и направлению пазов, приемочных канавок, рабочих органов и всей рабочей части выделяют три разновидности алмазного долота: радиальное, ступенчатое и спиральное. Некоторыми специалистами выделяются и другие, преимущественно комбинированные разновидности.
Рис. 2. Алмазные долота основных разновидностей:
а) однослойное радиальное
Размеры алмазных долот так же, как и долот ИСМ, по номинальному диаметру несколько (обычно на 2 мм) уменьшены относительно соответствующих значений нормального ряда долот других видов (лопастных, шарошечных и др.) во избежание преждевременного истирания калибрующих алмазов или заклинивания долота в суженных участках ствола скважины. По внешнему виду, конфигурации, принципу действия и некоторым особенностям конструкции многие алмазные долота близки к описанным выше долотам ИСМ, особенно к истирающим.
Долота первого класса, оснащенные природными алмазами, выпускают трех типов (М, С, СТ).
Долота типа С (для бурения средних пород) изготовляют как однослойными (той же разновидности К), так и импрегнированными. Однослойные ступенчатые долота типа С выпускают трех размеров под шифрами ДК138С6, ДК149С6 и ДК188С6, т.е. диаметрами 138, 149, 188 мм. Они оснащаются техническими алмазами XV6 группы второго класса.
Долота второго класса изготовляют с искусственными алмазами марки СВИ-П, что означает синтетические, ВНИИТС (автор технологии) светлые (прозрачные), прочные. Эти алмазы несколько уступают природным по прочности, но вполне сравнимы с ними по прочности.
Долота с синтетическими алмазами выпускают четырех разновидностей: однослойные ступенчатые, однослойные радиальные (лопастные), импрегнированные ступенчатые и импрегнированные радиальные (лопастные), но только одного типа С.
Однослойные радиальные (лопастные) долота изготовляют с прямыми радиальными лопастными рабочими органами и выполняют со ступенчатой формой рабочей головки. Они выпускаются пяти размеров моделей ДКС138С, ДКС188С6, ДКС12С6, ДКС267С6. Литера С в середине шифра свидетельствует о том, что алмазы в долотах синтетические.
Однослойные радиальные (лопастные) долота изготовляют с прямыми радиальными лопастными рабочими органами, привариваемыми к корпусу долота в процессе изготовления последнего. Такие долота выпускают трех размеров и трех моделей ДЛС188С1, ДЛС212С1 и ДЛС267С1.
пускают также трех размеров моделей ДКСИ188С6, ДКСИ212С6.
Применение алмазных долот обеспечивает высокие скорости бурения, снижение кривизны скважин. Отсутствие опор качения и высокая износостойкость алмазов повышают их срок службы до 200. 250 ч непрерывной работы. Благодаря этому сокращается число спускоподъемных операций. Одним алмазным долотом можно пробурить столько же, сколько 15. 20 шарошечными долотами.
Проходка за рейс при бурении алмазными долотами возрастает в различных условиях в 1,7-3,8 раза по сравнению с кольцевыми алмазными коронками. Сменная производительность при бурении скважин алмазными долотами несколько выше, чем при бурении кольцевыми коронками. С увеличением глубины скважин эффективность бурения алмазными долотами возрастает.
Типы долот по режущим элементам:
К основным достоинствам долот АТП(PDC) относятся отсутствие в их конструкции подвижных частей, высокая износостойкость, самозатачивающее действия резцов и низкая требуемая осевая нагрузка на долото.
Для создания режущего действия требуется осевая нагрузка на долото на порядок меньшая, чем для шарошечных долот при тех же или больших скоростях бурения. Высокая устойчивая механическая скорость бурения обусловлена острой режущей кромкой резцов, низкой скоростью их износа и эффектом самозатачивания резцов во время бурения. Самозатачивание резцов происходит в результате некоторого опережающего изнашивание твердосплавной основы по сравнению с износом алмазного слоя. Высокая износостойкость вооружения обеспечивает большие проходки на долото при условии применения их по назначению. Существует два типа PDC долот: стальные и матричные. Основным элементом вооружения долот PDC являются алмазно-твердосплавные резцы. Резец имеет твердосплавную основу, покрытую слоем поликристаллического алмаза толщиной от 0,5 до 5мм. [6] [7]
Долота PDC с матричным корпусом: Серия FDM разработана для бурения скважин в осложненных горно-геологических условиях, а также для бурения протяженных интервалов, где проходка за один рейс является ключевой задачей для заказчика. Данная серия объединяет в себе технологическую эффективность и значительный ресурс, а так же все преимущества долот PDC с матричным корпусом. Конструкция, разработанная для конкретных условий бурения, позволяет использовать их с различными компоновками низа бурильной колонны, для бурения вертикальных, наклонно-направленных и горизонтальных участков скважин
Долота PDC со стальным корпусом: Долота PDC со стальным корпусом (FD) предназначены для бурения сплошным забоем вертикальных, наклонно-направленных, горизонтальных нефтяных и газовых скважин с промывкой буровым раствором. [8]
Технические характеристики долот буровых алмазных
Алмазные долота. Основные типы и конструкции
Применение алмазных буровых долот для механического разрушения горной породы на забое скважины в процессе ее проходки. Конструкция и область применения алмазных долот. Гибридная буровая установка для бурения породы с помощью шарошечных конических долот.
| Рубрика | Геология, гидрология и геодезия |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 09.01.2013 |
| Размер файла | 348,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
1. Общие сведения (буровые долота)
2. Алмазные долота, их конструктивные особенности и область применения
3. Изготовление алмазонесущей матрицы
4. Гибридная система буровых долот
1. Общие сведения (буровые долота)
— для сплошного бурения
— для отбора керна (колонковые долота)
— специального назначения (для работы в уже пробуренной
скважины, для выполнения дополнительных работ (расширение
ствола скважины, разбуривание цементного камня))
По характеру взаимодействия бурового долота на горные породы:
— режуще-скалывающего действия (лопостные)
— дробяще-скалывающего действия (шарошечные)
— режуще-истирающего действия (алмазные)
— разновидность (число шарошек/число лопастей)
— серия (технология изготовления)
— комбинационное вооружение (зуб+штырь)
— группа (ограниченность диапазона твердости)
— тип долота (абразивность и твердость горной породы)
— М; МЗ; МС; МСЗ; С; СЗ; СТ; Т; ТЗ; ТК; ТКЗ; К; ОК.
— модификация (конструкционная особенность: устройство опоры, пром. отв.)
— шифр долота (190,5МСЗ-ГНУ)
Классификация импортных долот по МАБП(IADC)
2. Алмазные долота, их конструктивные особенности и область применения
Алмазные долота применяются при бурении неабразивных пород различной твердости, залегающих на глубинах >3000м
Нефть, Газ и Энергетика
Блог о добычи нефти и газа, разработка и переработка и подготовка нефти и газа, тексты, статьи и литература, все посвящено углеводородам
Алмазные долота
Алмазные долота предназначены для разрушения истиранием (микрорезанием) неабразивных пород средней твердости и твёрдых.
Алмазное долото состоит из стального корпуса с присоединительной замковой резьбой и фасонной алмазонесущей головки (матрицы). Матрица разделена на секторы радиальными (или спиральными) промывочными каналами, которые сообщаются с полостью в корпусе долота через промывочные отверстия.
Алмазонесущую матрицу изготовляют методом прессования и спекания смеси специально подобранных порошкообразных твердых сплавов. Перед прессованием в пресс-форме по заданной схеме размещают кристаллики природных или синтетических алмазов.
При однослойном размещении алмазов применяют алмазы в 0,05-0,4 карата (карат – единица измерения массы алмазов, 1 карат равен примерно 4,5 мм). Для бурения в твердых породах изготовляют долота с объемным размещением мелких (менее 0,02 карата) кристаллов алмаза в матрице (импрегнированные алмазные долота). После изготовления долота вылет алмазов над рабочей поверхностью матрицы составляет 0,1-0,25 их диаметра.
Диаметр алмазных долот на 2-3 мм меньше соответствующих диаметров шарошечных долот. Это вызвано созданием условий для перехода к бурению алмазными долотами после шарошечных, у которых, как правило, по мере износа уменьшается диаметр.
Отраслевым стандартом ОСТ 39.026 предусмотрено выпускать алмазные долота диаметрами от 91,4 до 292,9 мм.
Основными достоинствами алмазных долот являются хорошая центрируемость их на забое и формирование круглого забоя (в отличие от треугольной с округленными вершинами формы забоя при бурении шарошечными долотами).
Существенным недостатком алмазных долот является во-первых, крайне низкая механическая скорость бурения. Максимальная механическая скорость бурения, как правило, не превышает 3 м/ч.
Для сравнения максимальная механическая скорость бурения шарошечными долотами составила около 120 м/ч. Во вторых, алмазные долота имеют узкую область применения (исключаются абразивные породы), и в третьих, предъявляются повышенные требования к предварительной подготовке ствола и забоя скважины.