На сегодняшний день в мире серийным производством шарошечных долот, занимаются 20 компаний. Из них первое место по техническому уровню и качеству долот принадлежит пяти компаниям:
Hughes Christensen аббревиатура долот: R, GTX, MAX, GT, STR, MX, HR,XL, STX.
Smith аббревиатура долот: DSJ, MGSS, FDS, FGS, XR+, DTJ, OFS, GMS, MG, FG, MF, MGS, MF, FI, F, GFI.
Reed аббревиатура долот: EMS, N, HP, ENT, TD, MNT, SL, Y, EHP, EM, TDD.
Security DBS аббревиатура долот: XN, XT, XS, XLC XS, XLD.
Varel аббревиатура долот: L, ETR, CH, CHS, ETD, LH, V, M.
В России и СНГ остались прежние производители долот ОАО «Волгабурмаш» ОАО, создана и работает компания «Буринтек». Кроме того, долота в меньших объемах выпускают фирмы США: Rock Bit, Walker-McDonald и др, Япония: TIX, Румыния: Industrial, Венгрия: DKG, Китай: Kingdream и др. [43]
Долговечность шарошечных долот определяет эффективность процесса углубления скважины, при этом их прочность и износостойкость во многом определяется 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 исключительно тяжелых 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 характеризуется контактно-усталостным изнашиванием в случае негерметизированной опоры. Поэтому сталь, используемая для изготовления лапы долота, должна обеспечивать высокую прочность и вязкость в сочетании с высокой контактной выносливостью и хорошей износостойкостью. Кроме того, конструктивные особенности буровых долот обуславливают необходимость хорошей свариваемости материала лап. К материалу корпуса шарошки, особенно с твердосплавным вооружением, предъявляется не менее сложный комплекс требований, поскольку он должен обеспечивать надежное удержание твердосплавных зубков, закрепляемых в отверстиях шарошки способом холодной запрессовки. [9]
В соответствии со способами разрушения горных пород изготавливаются следующие типы буровых долот:
1 Шарошечные;
2 Долота типа PDC;
3 Фрезерные;
4 ИСМ;
5 Алмазные долота;
6 Бицентричные, оснащенные резцами PDC;
7 Долота для ударного бурения;
8 Долота для бурения с отбором керна (кольцевым забоем);
9 Лопастные.
Заслуживает внимания повышение показателей работы долот в результате криогенной обработки. По анализу работы 196 долот, отработанным в глубоком бурении, повышение показателей опытных долот над серийным составило по проходке на 31,5 %, по стойкости 14 % и по механической скорости бурения на 17 %. По долотам ИСМ получено увеличение проходки в четыре раза по сравнению с серийными, за счет предотвращения разрушения промывочных каналов и образования кольцевой выработки на торце долота. У долота PDC обработанного жидким азотом износостойкость корпуса значительно повысилась.
§ 15. Шарошечные долота
В настоящей главе рассмотрены долота Волгобурмаш рис. 44. Отечественные долота Волгабурмаш приведены к мировым стандартам и соответствуют стандартам API, и по коду IADC всегда можно подобрать аналог долота любого производителя.
Условные обозначения долот ВБМ по коду IADC
Классификация шарошечных долот по IADC основана на четырехсимвольном коде, отражающем конструкцию долота и тип горных пород, для бурения которых оно предназначено. Первые три символа цифровые, а четвертый буквенный. Последовательность цифровых символов определяется как «серия тип опора / калибрующая поверхность». Четвертый буквенный символ определяется как «дополнительные характеристики».
Первая цифра кода серия вооружения долота (18).
Восемь категорий серий вооружения соответствуют общей характеристике горных пород, для бурения которых предназначено долото. Серии от 1 до 3 определяют долота с фрезерованным вооружением, а серии от 4 до 8 долота с твердосплавным вооружением. Внутри групп фрезерованных и штыревых долот увеличение цифры серии означает увеличение твердости пород, для которых предназначено долото.
Вторая цифра кода тип вооружения долота (14). Каждая серия разделена на 4 типа в зависимости от твердости разбуриваемых пород. Тип I означает долота для бурения наиболее мягких пород в пределах серии, а тип 4 относится к наиболее твердым породам в пределах серии.
Третья цифра (17) характеризует конструкцию опоры и наличие (или отсутствие) твердосплавных вставок на калибрующих поверхностях шарошек.
1 открытая (негерметизированная) опора.
2 открытая опора для бурения с продувкой воздухом.
3 открытая опора + твердосплавные вставки на калибрующих поверхностях шарошек.
4 герметизированная опора на подшипниках качения.
5 герметизированная опора на подшипниках качения + твердосплавные вставки на калибрующих поверхностях шарошек.
6 герметизированная опора на подшипниках скольжения.
7 герметизированная опора на подшипниках скольжения + твердосплавные вставки на калибрующих поверхностях шарошек. Категории 8 и 9 резервные, для возможного использования в будущем. [43]
Четвертый буквенный символ кода «дополнительные характеристики» (необязательная). 16 букв используются для обозначения специальных конструкций вооружения, опор, промывочных устройств и защиты корпусов долот.
Некоторые конструкции долот могут иметь более чем одну из дополнительных характеристик. В таких случаях указывается наиболее существенная из них.
А долота для бурения с продувкой воздухом вместо промывки буровым раствором;
B специальная конструкция уплотнений, допускающая, на пример, бурение с повышенной частотой вращения;
С центральная насадка;
D специальная конструкция вооружения, минимизирующая отклонение ствола скважины;
Е удлиненные насадки;
G усиленная защита козырьков лап наплавкой или твердосплавными зубками;
Н долота для направленного или горизонтального бурения;
J гидромониторные долота для бурения с набором кривизны;
L калибрующие накладки на спинках лап, армированные твердосплавными зубками;
М долота для бурения с забойными двигателями;
S стандартные долота с фрезерованным вооружением;
Т двухшарошечные долота;
W усовершенствованное вооружение;
X зубки преимущественно клиновидной формы;
Y зубки конической формы;
Z другие формы зубков. [43]
Трехшарошечные долота
215,9 AULLS62Y-R437
215,9 Диаметр, мм;
AUL Продуктовая линия;
LS62Y Префиксы;
R437 Суффиксы;
62-Код IADC (две первые цифры)
Суффиксы:
X Клиновидный зубок, Y Конический зубок;
Z Зубок другой формы;
T Усиленная объемная наплавка зубьев;
G Армирование твердосплавными зубками обратного конуса шарошки;
D Армирование зубками с алмазным покрытием обратного конуса шарошки;
GG Двойной ряд плоских зубков на тыльном конусе шарошек;
DD Двойной ряд алмазных зубков на тыльном конусе шарошек;
P Дополнительный калибрующий ряд зубков (подрезные зубки);
F Высокоскоростное покрытие шарошек карбидом вольфрама.
Префиксы:
C Центральная промывка;
K Комбинированная промывка;
A Продувка воздухом;
N Удлиненные насадки;
L Наплавка козырька и набегающей грани лапы;
S Армирование спинки лапы твердосплавными зубками;
D Армирование спинки лапы зубками с алмазным покрытием;