Долговечность шарошечных
долот определяет эффективность процесса углубления скважин, при всем этом их
крепкость и износостойкость почти во всем определяются правильным выбором и
качеством сталей и других конструкционных и упрочняющих металлов и сплавов,
резин и смазок.
В связи с тем, что
буровые долота эксплуатируются в только томных условиях, подбор сталей
и других материалов должен быть строго дифференцирован для каждого отдельного
элемента долота — от тел качения и подшипников скольжения до корпусов лап,
шарошек и армирующих твердосплавных наплавок.
Опора лапы долота —
цапфа, на которой вращается шарошка, подвергается воздействию значительных
статических и динамических нагрузок. Особенности условий работы цапфы
характеризуются контактно-усталостным изнашиванием в случае негерметизированной
опоры. Поэтому сталь, используемая для изготовления лапы долота, должна
обеспечивать высокую прочность и вязкость в купе с высокой контактной
выносливостью и хорошей износостойкостью. Кроме того, конструктивные
особенности буровых долот обусловливают необходимость хорошей свариваемости
материала лап.
На теоретическом уровне
для каждой горной породы должно иметься долото, способное более отлично
ее разрушать. Но невозможно иметь на вооружении столько типов долот,
сколько существует разновидностей горных пород с разными
физико-механическими качествами. На практике используют долота, обеспечивающие
неплохую эффективность в определенной группе пород.
Выбор
лучшего долота для определенных критерий бурения является важным фактором
оптимизации и понижения цены буровых работ. Реальный классификатор составлен
для облегчения процесса выбора долот и является всеобъятным, но в то же время
обычным в применении справочником по систематизации и сопоставленю
забугорных и российских шарошечных долот. Долота в таблице классификатора
разделены на два класса: долота с фрезерованным вооружением и долота с
твердосплавным вооружением. В пределах классов долота разделены по типам в
соответствии с ГОСТ 20692-75.
К первому классу относятся пять типов со стальным выфрезерованным вооружением: М, МС, С, СТ
и Т. Наименование типа совпадает с первой буквой в шифре после цифрового
обозначения диаметра, характеризующей основное свойство пород.
Долота типа М предназначены для бурения скважин в мягких и
вязких породах, характеризуемых низким сопротивлением сжатию и раздавливанию
(пески, рыхлые глины, суглинки, супеси, мерзлые глинистые грунты, лед и т.п.).
Долота типа МС используют для бурения скважины в среднемягких неплотных породах, занимающих по своим
механическим свойствам промежуточное положение между мягкими и средними
породами, или для бурения скважин в мягких породах, чередующихся пропластками средних пород (не очень плотные глины, мел,
каменные соли, гипс, слабые известняки и др.).
Долота типа С предназначены для разбуривания пород средней крепости (аргиллиты, плотные
глины, алевролиты, слабые мергели и др.).
Долота типа СТ применяют для бурения
в породах, занимающих по свойствам промежуточное положение между средними и
твердыми, а также для разбуривания средних пород,
перемежающихся твердыми пропла-стками (плотные
мергели, неплотные алевролиты с глинистым поровым цементом, песчаники,
пористые, органогенные известняки, различные ангидриты, вязкие сланцы и др.).
Долота типа Т предназначены для
бурения скважин в твердых, плотных и трещиноватых породах (плотные алевролиты,
глинистые сланцы, доломиты, конгломераты твердых и иных формаций, различные
песчаники и др.).
Ко второму классу относятся долота шести типов со вставным
твердосплавным или штыревым вооружением: МЗ, СЗ, ТЗ, ТКЗ, К и ОК.
Литера З в обозначении типов МЗ, СЗ,
ТЗ, ТКЗ, а также МСЗ следующего класса указывает на то, что вооружение шарошек
долот данных типов представлено твердосплавными зубьями с заостренной
клиновидной головкой.
Долота типа МЗ спроектированы для бурения скважин в мягких
абразивных породах (рыхлые и слабые песчаники, песчанистые глины), а также в
различных по составу неплотных формациях, перемежающихся прослойками
слабосцементированных песчаников и алевролитов.
Долота типа СЗ предназначены для бурения средних абразивных
пород (песчаники средней плотности, плотные песчанистые породы, алевролиты
абразивные и др.). Однако эти долота можно применять и при разбуривании
обычных мягких, среднемягких, средних и
перемежающихся пород.
Долота типа ТЗ предназначены для бурения среднетвердых
и твердых абразивных пород (плотные песчаники, песчанистые доломиты, слабокварцованные известняки и алевролиты и др.). Эти
долота можно применять и при разбуривании средних
пород, перемежающихся более твердыми.
Долота типа ТКЗ спроектированы для бурения твердокрепких абразивных пород (плотные песчаники,
доломиты, слабокварцованные известняки и доломиты,
кремнистые сланцы и др.). Их можно применять и для разбуривания
твердых пород, перемежающихся прослойками крепких.
Долота типа К предназначены для
бурения скважин в крепких абразивных породах (граниты, диабазы, окварцованные
доломиты, порфириты, пириты, очень крепкие песчаники и др.).
Долота типа ОК внешне мало отличаются от долот типа К. Они
предназначены для бурения скважин в очень крепких и очень
абразивных породах (кварциты, сливной кварц, джеспилиты, такониты, кремень, крепкие порфириты и др.). Эти долота
применяют главным образом в горнорудной промышленности. Они оснащены самым
мощным твердосплавным вооружением, оказывающим дробяще-скалывающее
воздействие на породы забоя.
Долота типа МСЗ разработаны для бурения мягкосредних
абразивных пород (слабосцементированные песчаники, песчанистые мергели, полуабразивные песчано-глинистые моренные
отложения, нетвердые карбонатные породы, перемежающиеся с прослойками
песчаников и алевролитов и т.п.). Эти долота могут разбуривать также
неабразивные мягкие, средние и среднемягкие формации
(супеси, суглинки, мел, глины, аргиллиты, известняки и др.).
Долота типа ТК предназначены для бурения твердокрепких
пород (конгломераты, очень плотные глины, твердые известняки, доломиты,
глинистые сланцы и т.п.). Этими долотами также можно разбуривать средние,
твердые и трещиноватые породы.