Долота ИСМ отличаются от фрезерных, лопастных и алмазных глав­ным образом тем, что их породоразрушающие (рабочие) элементы оснаще­ны сверхтвердым материалом славутич. Рабочие элементы (вставки из сла-вутича) крепят к стальному корпусу долота своей посадочной (цилиндриче­ской) частью (хвостовиком) методом пайки. Форму рабочей поверхности вставок, марку славутича, его содержание (объем в кубических сантимет­рах) в инструменте и число вставок выбирают в зависимости от типа доло­та, т.е. в соответствии с физико-механическими свойствами буровых пород.

В зависимости от размера и конструкции долота ИСМ выполняются цельноковаными с последующим фрезерованием лопастей либо с прива­ренными лопастями.

Долота ИСМ по сравнению с фрезерными и лопастными обладают бо­лее высокой износостойкостью, а по сравнению с долотами, оснащенными природными алмазами, — меньшими стоимостью и поршневанием, лучшей проходимостью по стволу скважины и защитой их породоразрушающих элементов, поэтому они реже выходят из строя при недостаточно тщатель­ной подготовке ствола и забоя перед их спуском в скважину.

Долота ИСМ выпускают трех разновидностей: режущего действия (ре­жущие), торцовые (зарезные) и истирающие. Первые весьма похожи на лопастные, вторые — на фрезерные, а третьи — на алмазные.

Режущие долота ИСМ предназначены для бурения глубоких скважин в мягких и средних пластичных породах. Долото ИСМ (рис. 3.13) по внеш­нему виду и конструкции похоже на долото 6ИРГ (см. рис. 3.11), но отлича­ется от него формой рабочей части лопастей, способом их закрепления на корпусе долота и расположением дополнительных лопастей. У долота ИСМ (первая модификация) основные лопасти 1, 2 и 3 (см. рис. 3.13) сходятся вместе по общей оси долота и привариваются к составному корпусу 4 в специальных пазах. Дополнительные (стабилизирующие) лопасти 5 перед приваркой также заводят в специальные пазы, вырезанные на боковой по­верхности корпуса асимметрично относительно основных лопастей.

Рис. 3.13. Режущее долото ИСМ первой модификации: а — без сопел; б — с соплами

Дополнительные лопасти выполняются укороченными, характеризуют­ся трапециевидным профилем и армируются по рабочим боковым поверх-

ностям твердосплавными штырями 6 (с плоской рабочей головкой, не вы­ступающей за поверхности лопасти), которые запрессовываются и по бо­ковым поверхностям основных лопастей. Поэтому дополнительные лопасти не только обеспечивают стабилизацию и уравновешивание долота в стволе скважины, но и способствуют росту общей калибрующей поверхности до­лота по диаметру.

Вставки 8, оснащенные славутичем, выполняют с цилиндрической бо­ковой поверхностью и полусферической (для торца основной лопасти) и плоской (для калибрующей поверхности лопасти) рабочими головками. Со­пла 7 изготовляют из твердого сплава.

Сопла и струйный промывочный узел в целом рассчитаны на истече­ние бурового раствора со скоростью 90—120 м/с.

Выполнение промывочного устройства (узла) долота второй модифи­кации показано на рис. 3.14, б. Оно отличается одним широким централь­ным промывочным отверстием, разделенным лопастями на три сектора.

Струйная модификация по промывке отличается от первой соплами, которые вмонтированы и закреплены (с помощью пайки) в боковых кана­лах, просверленных в корпусе долота (см. рис. 3.13, б).

Долота первой и второй модификаций по промывке применяют глав­ным образом при турбинном бурении, а третьей — при роторном способе бурения.

Долота с обычной («свободной») промывкой (преимущественно вторая модификация по промывке) выпускаются девяти размеров по диаметрам 188 — 392 мм, а долота третьей модификации — двух размеров по диамет­рам 212 и 267 мм. Выпуск долот первой модификации (с центральным осе­вым широким отверстием) в последнее время ограничен.

Пример обозначения режущего долота: ИСМ 188-РГ-10, где ИСМ — вид долота, 188 — номинальный диаметр по калибрующей части в мм, Р — разновидность долота (режущее), Г — модификация (гидромониторная промывка), 10 — порядковый номер конструкции.

Торцовые долота ИСМ (рис. 3.15) предназначены для бурения и забу-ривания нового ствола, но могут быть использованы и при ликвидации аварий. Внешне они похожи на фрезерные долота. Торцовые долота ИСМ изготовляют с полым цилиндрическим корпусом 2, верхняя часть которого

а

Рис. 3.14. Режущее долото ИСМ второй модификации с узкими (а) и широким (б) промы­вочными отверстиями

Рис. 3.15. Торцовое долото ИСМ

выполняется в виде муфтовой присоединительной головки, а нижняя (во­гнутая) — с расширением снаружи и коническим (в виде воронки) внут­ренним вырезом, армированным вставками 1 из славутича. Этими же вставками защищается боковая поверхность нижнего конца долота.

В центральной части торца просверлены промывочные каналы 5, вы­ходящие в радиальные канавки 4, разделяющие рабочую торцовую поверх­ность на сектора и соединяющиеся с боковыми пазами 3. Такая система очистки обеспечивает хорошее охлаждение рабочей поверхности долота и удаление из-под нее шлама.

Корпус долот рассматриваемой разновидности изготовляют из того же материала, что и корпуса других долот ИСМ. Форма и технология закреп­ления вставок 1 также не отличаются от описанной выше.

Истирающие долота ИСМ производят на забое скважины микроре­жущее действие. Они предназначены для бурения глубоких нефтяных, га­зовых и разведочных скважин в осадочных малоабразивных породах.

Для армирования торцовых поверхностей истирающих долот типа ИСМ применяют вставки из славутича, рабочая поверхность которых вы­полнена округлой. Толщина слоя славутича в этой вставке достигает 7 — 8.

Число лопастей в истирающем долоте определяют в каждом конкрет­ном долоте исходя из его диаметра, назначений и условий бурения. Долота ИСМ диаметром 105—188 мм изготовляют преимущественно пятилопаст-ными, диаметром 212 мм — шестилопастными, а диаметрами 243 —392 мм — семи- и девятилопастными.

Долота рассматриваемой разновидности выпускают трех типов: М (для бурения мягких пород), МС (для разбуривания среднемягких пород) и С (для средних пород). Долота разных типов различаются в основном содер­жанием славутича, формами и размером вставок, количеством и формой выполнения рабочих органов.

По форме выполнения рабочих органов истирающие долота ИСМ мо­гут быть изготовлены одной из двух модификаций: радиальными (рис. 3.16, а) либо секторными (рис. 3.16, б).

Долота первой модификации применяют преимущественно при тур-

Рис. 3.16. Истирающие долота

бинном бурении скважин глубиной 3000 м
и более. Они имеют выступаю­щую удлиненную биконическую форму корпуса и его рабочей поверхности с пятью — десятью ребристыми продольными рабочими органами, высту­пающими в радиальном направлении. Эти органы разделены продольными пазами примерно такой же длины и ширины. Такая форма выполнения до­лота резко уменьшает эффект поршневания при спускоподъемных опера­циях и способствует повышению удельной нагрузки на забой и увеличе­нию механической скорости проходки, что особенно важно при разбури-вании глубокозалегающих пластов. Нижняя часть (внутренний и наружный конусы) рабочей поверхности армируется обычно вставками славутича с закругленной головкой.

Долота второй модификации (секторные) применяют как при турбин­ном, так и при роторном способе бурения. Они характеризуются укоро­ченной конической формой рабочей части (головки), наличием гидромони­торных насадок 5 и разделением режущей поверхности узкими промывоч­ными пазами 6 (см. рис. 3.16, б) на рабочие органы в виде секторов. На боковой поверхности каждого рабочего органа предусмотрен широкий проем 4.

Секторные долота имеют комбинированное вооружение. Их наруж­ный ступенчатый конус оснащен вставками 2 с клиновидной рабочей го-

 

ловкой, а внутренний гладкий конус и закругленный промежуточный уча­сток — вставки 1 с круглой рабочей головкой. Такое вооружение приме­няют в долотах, предназначенных для бурения пород перемежающейся твердости.

Боковая поверхность секторного долота в зависимости от степени аб-разивности разбуриваемых пород армируется твердосплавными штырями 3 (см. рис. 3.16, б) или вставками со славутичем, причем содержание славу-тича тем больше, чем выше степень абразивности пород.

Обратите внимание: