Буровой инструмент при роторном бурении

В качестве породоразрушающего инструмента при роторном бурении применяют лопастные и шарошечные долота.
Лопастные долота по способу разрушения породы подразделяют на режуще-скалывающие типа 2Л (рис. 26, а) и 3Л (рис. 26, б) и режуще-истирающие типа 3ИР и 6ИР (рис. 26, в).
Долотами режуще-скалывающего действия бурят породы мягкие и мягкие с пропластками средней твердости. Их лопасти армированы твердым сплавом. Долота типа 3Л по сравнению с долотами типа 2Л обеспечивают более высокие скорости бурения и лучшую калибровку ствола скважины. Долота типа 2Л имеют два промывочных отверстия в нижней части корпуса, а типа 3Л — три. Промывочные отверстия долот типа 3Л можно оснащать гидромониторными насадками. Это позволяет получать высокие скорости струй промывочной жидкости, способствующие дополнительному разрушению породы на забое и повышению скорости бурения.

Долотами режуще-истирающего действия бурят породы средней твердости с пропластками твердых и абразивных. Их лопасти приварены к корпусу таким образом, что при бурении располагаются перпендикулярно к поверхности забоя, армированы твердым сплавом и усилены твердосплавными вставками.
Шарошечные долота (рис. 27) дробят и скалывают породу в забое. Их оснащают одной, двумя или тремя шарошками — основной породоразрушающий элемент долота. На боковой поверхности шарошек расположены фрезерованные стальные или запрессованные в них твердосплавные зубья, имеющие клиновидную или полусферическую рабочую поверхность. При вращении долота одновременно с ним на цапфах вращаются и шарошки, зубья которых наносят удары по забою, разрушая породу. Чем тверже порода, тем меньше должна быть высота зубьев в шарошке, больше угол их заострения и меньше расстояние между зубьями.

Шарошечные долота выпускают диаметром до 490 мм типа М, М3, MC, МСЗ, С, СЗ, CT, Т, ТЗ, TK, ТКЗ, К и OK Долота типа M применяют для бурения мягких, вязких и пластичных пород (слабоуплотненные пески мягкие глины, суглинки), типа С — средней твердости малоабразивных (плотные глины, глинистые сланцы, слабые песчаники), типа Т — твердых малоабразивных (плотные доломиты и известняки, крепкие сланцы и песчаники), типа К — крепких абразивных (кремнистые известняки, песчаники, доломиты), типа OK-очень крепких абразивных (кварциты, граниты), типа MC, CT и TK — пород, перемежающихся по твердости. Долота с индексом 3 оснащены шарошками с вставными зубьями из твердого сплава и предназначены для бурения крепких и абразивных пород.
Шарошечные долота могут иметь центральную или боковую гидромониторную промывку. В долотах с центральной промывкой поток промывочной жидкости поступает в забой по центральному промывочному каналу, с боковой промывкой — через три боковых канала круглого сечения, оснащенных специальными износостойкими гидромониторными насадками и направляющих поток промывочной жидкости между шарошками. Долота с гидромониторной промывкой обозначают индексом Г.
Бурильная колонна передает вращение долоту от ротора буровой установки, создает осевую нагрузку на долото, подводит промывочную жидкость в забой скважины. Она состоит из ведущей, бурильных и утяжеленных бурильных труб.
Ведущую трубу изготавливают из толстостенной трубы квадратного сечения 80x80 мм с круглым отверстием внутри. Верхний конец ее имеет левую конусную резьбу для соединения с вертлюгом-сальником, нижний — правую для соединения с бурильными трубами.
Бурильные трубы изготавливают из стальных бесшовных труб с утолщенными внутрь или наружу концами, на которых нарезают наружную мелкую конусную трубную резьбу. Резьба может быть правой — для бурения и левой — для ликвидации аварий в скважине. Соединяют трубы в колонну бурильными замками, состоящими из двух деталей — ниппеля и муфты (рис. 28). Замковая резьба обеспечивает надежную герметичность соединения и быстрое развинчивание бурильного замка.

Утяжеленные бурильные трубы устанавливают в нижней части бурильной колонны непосредственно над долотом для создания осевой нагрузки на него и увеличения жесткости бурильной колонны. Толщина их стенок и масса значительно больше толщины стенок и массы бурильных труб. В комплект утяжеленных труб входит одна труба с внутренней замковой резьбой на обоих концах и несколько труб, имеющих на одном конце внутреннюю, а на другом наружную замковые резьбы. Первую трубу устанавливают на долото, остальные над ней.