что такое бурильная головка

БУРИЛЬНЫЕ ГОЛОВКИ

Бурильные головки, как и долота, различаются по классу, типу, принципу воздействия на забой, материалу вооружения и конструкции основных рабочих элементов.Бурильные головки в отличие от долот не бывают гидромониторными. Более того, в их конструкциях предусмотрены меры по защите керна от прямого воздействия струй промывочной жидкости, а при проектировании режима бурения

накладываются ограничения на количество подаваемой на забой жидкости. Колонковые долота могут иметь стационарную или съемную колонковую трубу. При этом диаметр стационарной трубы всегда больше, чем съемной. Поэтому бурильные головки, предназначенные для работы с разными керноприемными устройствами, имеют разные соотношения диаметров их кернообразующих отверстий и самих головок.

Шифр бурильных головок начинается с буквы К (колонковая). Если в шифре содержится вторая буква С, например КС, то эта головка для керноприемного устройства со съемной колонковой трубой (грунтоноской). Последующие буквы характеризуют особенности конструкции бурильной головки. После букв идут цифры дробью: числитель – диаметр бурильной головки, знаменатель – диаметр кернообразующего отверстия (в мм). Далее следуют тип и класс бурильной головки, как и у долот. В конце шифра могут стоять цифры,

отражающие номер модификации. Примеры шифров:

К212,7/ 100М, КС212,7/ 60ТКЗ и т.д. Другие примеры шифров

бурильных головок различных конструкций будут приведены

Наилучшие результаты с точки зрения качества керна дают алмазные бурильные головки и головки, оснащенные сверхтвердыми материалами. Это объясняется тем, что у таких инструментов практически не изменяются диаметры головки и кернообразующего вооружения, а также такие инструменты имеют минимальную динамичность работы

Шестилопастная бурильная головка типа М, оснащенная алмазно-твердосплавными пластинками, показана на рис9 28. На корпусе 1 головки фрезерованием образованы лопасти и просверлены промывочные отверстия 2 так, чтобы поток промывочной жидкости оказывал минимальное воздействие на керн. Лопасти оснащены зубками с АТП. Калибрующие поверхности лопастей оснащены вставками ИСМ. Шифр такой бурголовки имеет вид КАП214,3/ 80М.

Рис9 28 Бурильная головка оснащенная

Трехлопастная бурильная головка типа М показана на рис.9 29, а. Лопасти вооружены твердосплавными зубками Г23 с одновременным смещением по высоте и окружности. Калибрующая керн часть выполнена в виде коронки с усиленным вооружением. Основной поток промывочной жидкости отведен от керна.Алмазные бурильные головки выпускаются типов МС, С,СТ и Т. Они, как и алмазные долота, могут быть однослойными и импрегнированными, со ступенчатыми и гладкими секторами, могут оснащаться как природными или синтетическими алмазами, так и алмазно-твердосплавными пластинами или резцами. Обозначения этих особенностей в шифрах бурильных головок такие же, как и алмазных долот. Конструкция радиальной однослойной бурильной головки с гладкими секторами показана на рис.9 29, б

Рис 9 29 Бурильные головки с твердосплавным (а),алмазным(б),и ИСМ (в)

Бурильные головки ИСМ изготавливают типов С и Т для

работы с керноприемными устройствами с несъемной колонковой трубой. Общий вид одной из конструкций приведен на рис.9 29, в.

Алмазные бурильные головки и характеристика горных пород.

Бурильные головки ИСМи соответствующие им характеристики горных пород

ШАРОШЕЧНЫЕ БУРИЛЬНЫЕ ГОЛОВКИ

Шарошечные бурильные головки изготавливаются с фрезерованным и твердосплавным вооружением типов СЗ, СТ, ТЗ, ТКЗ. Они предназначены для отбора керна в основном роторным способом бурения (или с приводом от низкооборотных забойных двигателей) в породах от средней твердости до твердых и крепких, в том числе абразивных

Рис.9 30. Схема устройства бурильной голов­ки режущего действия типа МСЗ: 1 — корпус; 2 — шарошка; 3 — ось съемная

Бурильные головки состоят из внутренней и наружных секций с цапфами под шарошки и накладок на каждую внутреннюю шарошку. Сваркой между собой указанных деталей совместно с резьбовой обеспечи­вается требуемая прочность бурильных головок и бесконсольное крепление шарошек. Опоры шарошек представляют собой подшипники скольжения с наплавкой твердым сплавом для защиты от быстрого износа.

Рис.9 31. Схема устройства бурильной го­ловки режуще-дробящего действия типа СЗ:

1 — муфта с присоединительной резьбой; 2 — корпус;3 — шарошка

Бурильные головки типа МСЗ — четырехшарошечные, типа СЗ — трехшарошечные, а типа ТКЗ с наружным диаметром 139,7 и 158,7 мм —

пятишарошечные, 187,3 и 212,7 мм — шестишарошечные, а остальные — восьмишарошечные

Бурильных головок, в том числе:

лопастные режущего типа (безопорные) — К 119.5/67М; К 138,5/76;

К 163.5/89М; К 214,3/101 М; К 214.3/133М;

По требованию заказчиков могут быть разработаны бурильные голов­ки с другими видами вооружения породоразрушающих узлов.

Новые керноотборные устройства, в отличие от зарубежных аналогич­ных устройств, могут поставляться и применяться (по желанию потребите­лей) как с алмазными, так и с лопастными (безопорными режущего дейст­вия) или с шарошечными бурильными головками.

Разработчик и поставщик: ОАО НПО « Буровая техника».

Источник

Назначение бурильных головок

Бурильные головки применяются для бурения глубоких скважин на нефть и газ кольцевым забоем с образованием в центре столбика (колонки) горной породы, называемого керном.

Бурильные головки в отличии от долот не бывают гидромониторными. Более того в их конструкции предусмотрены меры по защите верна от прямого воздействия струй промывочной жидкости. Наилучшие результаты с точки зрения качества керна дают алмазные бурильные головки и головки, оснащенные сверхтвердыми материалами.

Шарошечные бурильные головки используются как с несъемными так и со съемными колонковыми трубами.

1.Трехшарошечная бурильная головка, предназначенная для бурения с отбором керна в абразивных породах средней твердости.

Консольное расположение цапф позволило сконструировать надежные опоры. Шарошки снабжены твердосплавленными зубцами с клиновидной породоразрушающей поверхностью. Промывочная жидкость подается через три отверстия расположенных между шарошками.

3. Шестишарошечная бурильная головка, предназначенная для бурения с отбором керна в твердых абразивных породах с пропластками

крепких абразивных пород, отличается от рассмотренной выше только наличием на шарошках не фрезерованных, а твердосплавленных зубцов с клиновидной породоразрушающей поверхностью.

4. Алмазные бурильные головки выпускаются типов МС, СТ и Т. Они, как и алмазные долота, могут быть однослойными и импрегнированными, со ступенчатыми и гладкими о торами, могут оснащаться как природными или синтетическими алмазами, так и алмазно-твердосплавными пластинами или резцами.

5. Бурильные головки ИСМ изготавливают типов С и Т для работы с керноприемными устройствами с несъемной колонковой трубой. Бурильные головки ИСМ предназначены для отбора керна в горных породах, твердость которых не превышает шестой категории, но бурильными головки типа Т можно отбирать керн в высокоабразивных горных породах.

13Что такое буримость горной породы?

Источник

Бурильные головки

ЛЕКЦИЯ №16

Разрушение горных пород кольцевым забоем применяется с целью получения образцов пород – кернов и осуществляется с помощью колонковых долот. Извлекаемый керн служит основным материалом для прямого изучения состава, строения, механических свойств пород разреза, а также для определения запасов нефти и газа. Поэтому извлечение высококачественного керна – основная задача при бурении разведочных скважин.

Признаками качества керна являются: большой диаметр, сохранность (цельность) и незагрязненность буровым раствором. Желательно иметь керн диаметром 70–110 мм. Чем больше диаметр керна, тем выше его устойчивость к внешним нагрузкам, тем лучше он сохраняет свойства горной породы в условиях залегания.

Бурильные головки (коронки) предназначены для разрушения породы вокруг обуриваемого керна. Принцип разрушения пород кольцевым забоем не отличается от принципа разрушения сплошным забоем. Основными особенностями колонкового бурения является формирование вооружением долота двух цилиндрических поверхностей: поверхности стенки скважины и поверхности керна.

По типу бурильные головки делятся на лопастные, шарошечные и алмазные, которые используются для колонкового бурения в тех же породах, что и долота для сплошного разрушения забоя. Их конструкции и материалы аналогичны. Алмазные бурильные головки по конструкции и вооруженности алмазами на единицу площади также аналогичны долотам для сплошного разрушения забоя.

Шарошечные бурильные головки типа МСЗ имеют восемь шарошек. Четыре шарошки обрабатывают периферийную часть забоя и четыре – прилегающую к керну. Бурильные головки типов СТ, ТКЗ и К – шестишарошечные и имеют два вида шарошек: три для разрушения периферийной части забоя и три для разрушения части забоя, прилегающей к керну (рис. 16.1).

Рис. 16.1. Шестишарошечная бурильная головка

Все снаряды для колонкового бурения состоят из следующих основных частей: бурильной головки; внешнего корпуса; внутренней колонковой трубы для сохранения и выноса керна; кернодержателя. Колонковая труба бывает съемная и несъемная. Чаще всего используются снаряды со съемной колонковой трубой, которую называют грунтоноской.

Турбодолото включает бурильную головку преимущественно дробяще-скалывающего действия. Основное преимущество турбодолота – высокая скорость проходки. К его недостаткам относятся низкий коэффициент керноотбора, не превышающий 0,28, и высокая динамичность работы.

Керн образуется бурильной головкой, а для отрыва и удержания керна служит кернодержатель. После окончания бурения долото приподнимают, кернодержатель сжимается специальным конусом и заклинивает керн. При дальнейшем движении долота вверх керн отрывается от забоя. При работе снарядами с грунтоноской керн извлекается на канате специальным ловителем. Снарядом для колонкового бурения бурят без отрыва от забоя, при этом бурильную головку подают равномерно. Отрыв керна от забоя нужно проводить при непрерывной промывке и медленном подъеме инструмента.

Вынос керна всегда меньше 100% и он резко снижается, если твердость пород по штампу ниже 40–70 МПа. Керн разрушается под действием радиального биения и сил трения. Повысить сопротивление разрушающим нагрузкам можно за счет увеличения диаметра керна, защитив его от прямого воздействия струй промывочной жидкости. Величина коэффициента керноотбора (повышение выноса керна) во многом зависит от квалификации бурильщика.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

Что такое бурильная головка

ГОЛОВКИ БУРИЛЬНЫЕ ДЛЯ КЕРНОПРИЕМНЫХ УСТРОЙСТВ

Типы и основные размеры

Core bits for core barrels.
Types and main dimensions

Дата введения 1976-07-01

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством нефтяной промышленности СССР

Л.П.Константинов, Я.А.Эдельман, И.И.Барабашкин, А.Б.Михальчук, Н.И.Буяновский, А.Н.Егоров, Е.Е.Корнеев, В.А.Липский, Т.Г.Агошашвили, А.Г.Мессер

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 03.11.75 N 2768

4. Ограничение срока действия снято Постановлением Госстандарта от 17.09.86 N 2692

5. ИЗДАНИЕ (июль 2000 г.) с Изменениями N 1, 2, утвержденными в сентябре 1986 г., сентябре 1989 г. (ИУС 12-86, 12-89)

1. Настоящий стандарт распространяется на шарошечные и лопастные бурильные головки для бурения скважин с отбором керна керноприемными устройствами с несъемным керноприемником и со съемным керноприемником.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

2. Типы головок должны соответствовать указанным в табл.1.

Исполнение рабочей части головок

Бурение мягких пород

Лопасти со вставными твердосплавными зубьями, с наплавкой твердого сплава или без наплавки

Бурение мягких пород с пропластками средней твердости

Шарошки со вставными твердосплавными зубьями

Бурение пород средней твердости

Бурение пород средней твердости с пропластками твердых

Шарошки со вставными твердосплавными зубьями или с фрезерованными зубьями с наплавкой или без наплавки их твердым сплавом

Бурение твердых пород

Шарошки со вставными твердосплавными зубьями

Бурение твердых абразивных пород с пропластками крепких

3. Основные размеры бурильных головок для керноприемных устройств с несъемным керноприемником должны соответствовать указанным на черт.1 и в табл.2.

* Размеры для справок.

Примечание. Чертеж не определяет конструкцию головки.

Источник

Бурильные головки

В настоящее время в связи с отказом производственников от турбинных керноотборных устройств выпускаются только бурильные головки к устройствам без съемного керноприемника серии К. Из шарошечных находят применение бурголовки типа МСЗ, СЗ, СТиТКЗ, изготовленные ОАО «Уралбурмаш». Выпускаются в ограниченном масштабе бурголовки лопастные, алмазные, типа ИНМ (ИСМ). Широкое применения нашли алмазно-твердосплавные бурильные головки. Бурильные головки серии К типа М состоят из остова корпуса 2 с присоединительной резьбой 1. Последняя модификация (рисунок 9) бурголовки включает три ступенчатые лопасти с тангенциальным размещением относительно остова. Поверхности лопастей оснащены твердосплавными резцами ВК-3. Промывочные каналы (их девять в модификации на рисунке 9 а) отведены от керноприемного отверстия. В модификации, представленной на рисунок 9 шесть промывочных отверстий, а лопасти размещены радиально относительно остова. Бурильные головки типа М осуществляют режущее воздействие при разрушении мягких малоабразивных пород.

Рисунок 9 – Бурильные головки типа М

Бурильные головки серии К типа МСЗ (рисунок 10) относятся по способу разрушения к инструментам режущего действия. Они состоят из корпуса 1 с присоединительной резьбой. Бурильные головки МЗС диаметром 187,3м и больше имеют восемь шарошек, а диаметром 158,7/67 и менее – четыре. На рисунке изображена бурголовка К187,3/80 МЗС. Здесь каждая пара шарошек размещается на оси, закрепленная винтом 4. одна из шарошек является скважинообразующей – 3, вторая кернообразующей – 2. Четыре оси размещены в корпусе горизонтально по касательной относительно керноприемного отверстия в головке. Шарошки имеют твердосплавные клиновидной формы зубки 5, которыми разрушается горные породы по всей площади кольца. Шарошки имеют также вспомогательные зубки 6 для калибровки стенки скважины и керна. Оригинальность этой бурильной головки в том, что в процессе бурения шарошки вращаются и происходит непрерывный процесс смены зубков. Это достигается благодаря тому, что режущие кромки зубков расположены под углом 45 0 к образующей боковой поверхности шарошек, а направление зубков на скважинообразующих и кернообразующих шарошках противоположное.

Бурильные головки типа МСЗ предназначены для отбора керна в мягких, с пропластками средней твердости малоабразивных пород.

Промывка забоя производится через девять каналов, проходящих вблизи от керноприемного отверстия корпуса. Важным преимуществом бурильной головки является возможность просто и быстро заменить на буровой изношенные шарошки на новые.

На рисунке 11 показан общий вид двух модификаций бурильной головки типа СЗ. На рисунке 11 а показана модификация, у которой периферийные венцы выполнены с фрезерованными крупными зубьями. Промывочная жидкость проходит к забою через каналы корпуса в промежутках между шарошками. На второй модификации промывочные каналы размещены над шарошками с направлением промывочной жидкости к забою по

касательной к шарошкам. Последние имеют также пазы на поверхности шарошек, по которым промывка проходит к забою.

Следует также отметить, что бурильные головки типа СЗ диаметром 212,7 мм и более имеют отрицательные смещения осей шарошек, что увеличивает скалывающий эффект в процессе разрушения горной породы при отборе керна. Бурильные головки типа СЗ широко применялись при отборе керна в разведочных скважинах «Главтюменьгеологии» и концерна «Тюменьгеология». Около 50 % из общего метража, пройденного с отбором керна, приходится на бурильные головки типа СЗ (ранее 6-ВК.)

Бурильные головки серии К типа ТКЗ применяются при отборе керна в твердых с пропластками крепких абразивных пород. Устройство бурильной головки приведено на рисунок 12 а и б.

Рисунок 12 – Бурильные головки серии К типа ТКЗ

Видно, что бурильная головка состоит из корпуса (наружняя секция 4 и внутренняя 2) и присоединительной муфты 5. Промывка забоя осуществляется буровым раствором, который проходит через отверстия 1 между шарошками.

Разрушение забоя осуществляется слабоконическими шарошками с твердосплавным вооружением. Бурильные головки диаметром 187,3 и 212,7 выпускаются серийно в шестишарошечном исполнении. Бурильные головки меньших размеров выпускают опытными партиями с пятью шарошками. Внутренняя секция корпуса 2 имеет три цапфы и шарошки 3 выбуривающие керн, и три шарошки на цапфах наружной секции 4, разрушающие периферийную часть забоя. Опоры скважинообразующих шарошек имеют один радиальный и два осевых подшипника скольжения.

Необходимо отметить, что поверхности цапф наплавлены твердым сплавом, что помогает, по мнению авторов разработки, самоустановке наружных шарошек по мере износа опор и сохраняет постоянным наружный диаметр бурильной головки.

Внешнея бурильная головка КТСИ не отличается от КИ. Различия в том, что КТСИ армирована импрегнированными синтетическими, а не природными алмазами.

Бурильная головка типа КТ отличается от вышеописанных также вооружением. В этом случае ступенчатая поверхность торцевой поверхности вооружена природными алмазами, размещены однослойно.

Бурильная головка типа КАП (рисунок 13 в) является первой отечественной конструкцией бурильной головки, вооруженной алмазно-твердосплавными пластинами (АТП) и алмазно-твердосплавными резцами (АТР).

Рисунок 13 – Алмазные бурильные головки

Бурильная головка типа КР (рисунок 13 г) отличается радиальными способом размещения промывочных каналов. Предназначена для бурения с отбором керна в породах средней твердости и твердых мало- и среднеабразивных. Вооружение бурголовки однослойное с природными алмазами.

Внешнея бурильная головка КТСИ не отличается от КИ. Различия в том, что КТСИ армирована импрегнированными синтетическими, а не природными алмазами.

Бурильная головка типа КТ отличается от вышеописанных также вооружением. В этом случае ступенчатая поверхность торцевой поверхности вооружена природными алмазами, размещены однослойно.

Бурильная головка типа КР (рисунок 13 г) отличается радиальными способом размещения промывочных каналов. Предназначена для бурения с отбором керна в породах средней твердости и твердых мало- и среднеабразивных. Вооружение бурголовки однослойное с природными алмазами.

Шесть спаренных секторов имеют ступенчатую (волнистую) поверхность с концентрическими выступами, на которых размещены алмазы. Выступы на соседних секторах смещены относительно друг друга для полного перекрытия забоя алмазами. В работе [2] отмечается, что твердосплавная матрица бурильной головки КР имеет высокую твердость и износостойкость, что позволяет ее применять в твердых среднеабразивных породах. Разновидность головки КРС в том, что она оснащена не природными, а синтетическими поликристаллическими алмазами.

Испытания первой в истории нашей страны алмазно-твердосплавной бурильной головки КАП 214,3/80 МС, разработанной в лаборатории алмазного бурового инструмента ВНИИБТ, проводили в Правдинской НГРЭ производственно-геологического объединения «Хантымансийскнефтегазгеология». Бурильная головка состоит из стального корпуса с присоединительной резьбой, шести матричных секторов закругленной формы (рисунок 13 в и рисунок 14). Алмазно-твердосплавные резцы диаметром 13,5 мм закреплены на рабочей поверхности пайкой. Калибрующие поверхности армированы синтетическими алмазами СВС-П и твердосплавными пластинами.

Испытания проводились на Приобской площади на скважинах 271, 254, 400, 429 в интервале 2289,5-2745,1 м в породах готерив-баррема и валанжина, представленных переслаиванием плотных аргиллитов и песчаников с алевролитами. Породы относятся по твердости к средним с пропластками твердых [7].

Для отбора керна использовалось керноотборное устройство серии «Недра» КД11М190/80 в двухсекционном исполнении. Одновременно с испытанием бурголовки типа КАП проводился отбор керна с применением серийной алмазной бурголовки КТСИ 188,9/80 СЗ. Результаты сравнительных испытаний указаны в таблице 2 в которой приведены также средние показатели лучших из применяемых шарошечных бурголовок типа СЗ и ТКЗ.

Тип бурильной головки	Интервал бурения, м	Число рейсов	Проходка, м	Механическая скорость, м/ч	Вынос керна, %
на рейс	на б/г
К 187,3/80 СЗ К 187,3/80 ТКЗ	Серийные шарошечные бурголовки
2000-2700 2000-2700	10,4 9,9	10,4 9,9	0,69 0,91	80,3 76,2
КТСИ 188,9/80 СЗ	Серийная алмазная бурголовка
2387-2470	5,8	35,0	0,45	75,8
Алмазно-твердосплавная бурголовка
КАП 214,3/80 МС	2289-2745	12,7	329,3	1,82	88,2

Как видно из таблицы, показатели по алмазно-твердосплавной головке превышают показатели шарошечных и алмазных бурголовок:

· По выносу керна на 7,9-12,4 %;

· По механической скорости в 2 – 4 раза;

· По проходке на бурголовку в 9-33 раза.

Итоговые цифры испытаний убедительно свидетельствуют о большом преимуществе алмазно-твердосплавных бурголовок перед серийными алмазными и шарошечными. Широкое применение бурголовок с АТП позволяет на 10-15 % уменьшить время строительства разведочных скважин и существенно сократить эксплуатационные затраты на 1 метр бурения с отбором керна [7].

Для бурения с отбором керна в мягких с пропластками средней твердости породах применяются бурильные головки типа МС (рисунок 15). Увеличения выноса керна обеспечено плавным резанием породы алмазно-твердосплавными пластинами. Изображенная на рисунке бурголовка БИТ-140/67 МС имеет наружный диаметр 140 мм и диаметр керна 67 мм.

Вооружение бурголовки пятнадцать АТП диаметром 13,5 мм. Шесть промывочных каналов диаметром 12 мм отведены от керноприемного отверстия для предотвращения размыва керна. Рекомендуемый режим бурения:

· Частота вращения – 60 – 120 об/мин;

· Расход бурового раствора – 10 – 12 л/с;

· Осевая нагрузка – 2 – 3 т.

Широкое применение нашли для бурения отбором керна в малоабразивных породах средней твердости бурильные головки типа С. На рисунке 16 приведена бурильная головка БИТ – 212/80С с наружным диаметром 212 мм и диаметром отбираемого керна 80 мм. Вооружение головки 44 АТП диаметром 13,5 мм. Промывка осуществляется через 8 промывочных каналов диаметром 15 мм.

Рекомендуемый режим бурения:

— частота вращения – 60 – 120 об/мин;

— расход бурового раствора – 18 – 25 л/с;

— осевая нагрузка – 2-7 т.

Из всех применяемых в Приобье бурильных головок лучшие результаты получены с помощью бурголовок типа С2 (рисунок 17). Они предназначены для отбора керна в породах средней твердости перемежающихся пропластками твердых пород. Из этой группы бурголовок чаще других применялась бурголовка БИТ-212/100 С2. Она имеет следующую характеристику:

— Наружный диаметр – 212 мм;

— Диаметр отбираемого керна – 100 мм;

— Число резцов АТП – 38 шт;

— Количество промывочных отверстий – 8;

— Диаметр отверстий – 16 мм;

Рекомендуемый режим бурения:

— Частота вращения – 60 – 120 об/мин;

— Расход бурового раствора – 18 – 25 л/с;

— Осевая нагрузка – 2 – 7 т.

Главное конструкционное отличие: бурголовка типа С2 от С в том, что первая оснащена дополнительными вставками с импрегнированными алмазами (на рисунке показаны стрелками).

Это позволяет увеличить стойкость инструмента. Проведенными промысловыми испытаниями 37 бурильных головок установлен:

· Средняя проходка на бурголовку составляет 99,4 м, то есть почти в 10 раз больше, чем у шарошечных;

· Стойкость бурголовок типа С2 в 5,4 раза превосходит стойкость головок ТКЗ;

· Механическая скорость у С2 почти вдвое выше скорости ТКЗ;

· Вынос керна вырос с 59 до 87,2 %.

Зарубежные бурильные головки

Производством бурильных головок алмазного и алмазно-твердосплавного типов занимается сравнительно небольшое число компаний. Лидирующие позиции занимают ДБС (Корпорация «Бароид»), «Кристенсен» (компания «Бейкер Хьюз»), «Диама Борт», «Кристалл Профор», «Рид-Хейкалог», «Хьюз Кристенсен» (компания «Бейкер Хьюз»), Секьюрити (корпорация «Дрессер») – и другие.

Любая из перечисленных компаний производит головки для любого типа пород по твердости и абразивности. Заметим, что в России все три организации, выпускающие инструмент для отбора керна (это НПП «Буринтех» г. Уфа, ОАО «Волгабурмаш», г. Самара, СП «Удол», г. Саранск) производят алмазно-твердосплавные бурильные головки для бурения мягких, мягких с пропластками средних, средней твердости и средней с пропластками твердых малоабразивных пород.

Исходя из этого в этом разделе выделим компании, выпускающие бурильные головки для отбора керна в твердых, крепких, очень крепких абразивных породах. Анализ конструкций бурголовок выше перечисленных зарубежных компаний позволил выделить их конструкционные особенности, позволяющие вести отработку керноотборного инструмента в абразивных породах. Заметим, что при отборе керна в абразивных породах Т, ТК, К и ОК расход энергии для разрушения пород существенно увеличивается и в той же степени увеличивается объем тепла, влияющего на стойкость резцов.

Заметим, что для сохранения стойкости инструмента в условиях повышенных температур вооружение зарубежных бурильных головок выполняется в виде:

— из мелких природных алмазов;

— с применением импрегнированных природных алмазов;

— из термостойких самозатачивающихся поликристаллических резцов типов Балласет и Трипакс;

— с использование термостойких поликристаллических алмазных резцов мозаичного типа.

Необходимо также отметить, что все такие бурголовки изготавливаются с твердосплавной противоэрозионный матрицей.

Из бурильных головок, оснащенных алмазами, необходимо отметить головку С 23 серии С фирмы «Нортон Кристенсен» (рисунок 18). Она предназначена для отбора керна в твердых плотных породах средней абразивности. Рабочая поверхность выполнена тороидальной с выступами 1 V-образной формы. Радиально-продольные каналы 2 разделяют уступы друг от друга. Поверхность матрицы волнообразная (мелкоступенчатая). Калибрующая поверхность матрицы оснащена также природными алмазами.

Рисунок 18 – Бурильная головка С 23 серии С

Из бурильных головок серии С необходимо также отметить головку типа С 201, применяемую для отбора керна в средней твердости и твердых, средней абразивности породах.

Фирма «Нортон Кристенсен» выпускает также бурильные головки серии SC, изготовленные на основе термостойких самозатачивающихся режущих элементов Балласет и поликристаллических синтетических алмазов.

На рисунке 19 изображена бурголовка SC 226, применяемая для бурения с отбором керна в средней твердости с пропластками твердых и твердых среднеабразивных породах. Отличается биконическим профилем и узкими V-образными выступами, на которых в один ряд размещены режущие элементы в виде лежащей трехгранной призмы. Выступы 1 разделены радиально-продольными каналами 2. калибрующие и кернообразующие поверхности армированные природными алмазами 3. Режущие элементы показаны цифрой 4. Для улучшения промывки на калибрующей поверхности сделаны три отвода 5.

Рисунок 19 – Бурголовка SC 226

Кроме того, в серии SC необходимо отметить бурголовку SC 279, предназначенную для отбора керна в твердых, очень твердых, крепких и очень в крепких весьма абразивных породах (рисунок 20). Конструкция головки существенно отличается от других бурголовок данной серии. Торовидный торец вооружен синтетическими резцами-сегментами 1, которые насыщены тонкозернистыми импрегнированными алмазами. Как и у бурильной головки SC 226 кернообразующая и калибрующая поверхности армированы природными алмазами. Буровой раствор осуществляет промывку по каналам 2.

В серии ZC бурильных головок фирмы «Нортон Кристенсен» применен комбинированный способ вооружения резцами РДС и мозаичными резцами (рисунок 21).

Рисунок 20 – Бурголовка SC 279

Рисунок 21 – Бурголовка с резцами РДС и мозаичными

Применяются бурголовки этой серии в мягких, средней твердости, твердых абразивных породах. На рисунке представлена бурильная головка ZC 476. как и бурильные головки серий С, SC эта бурголовка защищена в калибрующей и кернообразующей поверхностях природными алмазами.

В широком диапазоне выпускает бурильные головки французская фирма «Кристалл Профор». В серии С производится бурголовка С 600 (рисунок 22), предназначенная для отбора керна в твердых и очень твердых весьма абразивных породах, в том числе известняках, кварцитах. Бурголовка с твердосплавной матрицей, в рабочий слой которой импрегнированны природные и синтетические алмазы. В этой серии необходимо отметить бурголовки С 400, С 500, применяемые для бурения с отбором керна соответственно в средней твердости абразивных и твердых абразивных породах. Бурголовки армированы природными алмазами зернистостью 1/6-1/10 карат на камень.

Рисунок 22 – Бурголовка С 600

Среди широкого диапазона бурголовок фирмы ДБС выделяются головки серии СВ и СТ, например бурголовка СВ 601 imp (рисунок 23). Она предназначена для использования в очень твердых и крепких сильноабразивных породах. Округлые выступы, разделенные широкими промывочными каналами, армированы импрегнированными природными тонкозернитыми алмазами зернистостью 250 шт/карат.

Рисунок 23 – Бурголовка СВ 601 imp

Бурголовка типа СВ 401 имеет на вооружении природные алмазы размером 9-15 шт/карат (рисунок 24). Как видно из рисунка, она обладает симметричным торовидным рабочим торцом. Калибрующая поверхность укреплена природными алмазами и твердосплавными вставками.

Как отмечалось ранее, фирма ДБС выпускает также бурголовки серии СТ, в которых для разрушения пород используется термостойкие поликристаллические самозатачивающиеся резцы Трипакс.

Список использованных источников

1 Хайруллин Б.Ю. Разработка техники и технологии глубокого бурения с отбором керна повышенной информативности.

2 РД 39-2-399-80. Методическое руководство по бурению с отбором керна нефтяных и газовых скважин. М., 1982.- С. 113.

3 Брентли Д.Е. Справочник по роторному бурению. Перевод с англ. М.: Недра, 1964.- С. 583.

4 Марамзин А.В. Технические средства для алмазного бурения / А.В. Марамзин, Г.А. Блинов, А.А. Галиопа Л.: Недра, 1982.- 335 с.

5 Справочник бурового мастера /Под общей редакцией В.П. Овчинникова, С.И. Грачева, А.А. Фролова.- М.: «Инфра-Инженерия», 2006.- 608 с.

6 Абатуров В.Г., Маньковский В.А., Леонов Д.В. Анализ эффективности долот типа БИТ. Проблемы развития ТЭК Западной Сибири на современном этапе: Труды международной науч. конф., посвященной 40-летию Тюменского нефтегазового университета. Тюмень: ТюмГНГУ, 2003.- С. 6-8.

7 Инструкция по эксплуатации породоразрушающих инструментов, оснащенных природными, синтетическими алмазами, композиционными алмазосодержащими материалами. РД 39-0148052-526-86 /М.Г. Абрамсон, Н.И. Козырев, А.Б. Михальчук и др. М.: ВНИИБТ, 1987.

Составители: канд. техн. наук, доцент Абатуров В.Г.

Источник