Шарошечные долота
Шарошечное долото — породоразрушающий буровой инструмент, воздействует на породу дробящим или дробяще-скалывающим методом.
Шарошечные долота являются самым распространенным видом бурового инструмента при бурения скважин различного назначения: нефтяных, газовых, геологоразведочных, водяных, взрывных и др.
Наиболее распространены трехшарошечные долота с консольными опорами и сварными лапами.
Применяются как для бурения очень твердой, так и очень мягкой породы.
Работа шарошечного долота
Конструкция шарошечных долот
Шарошечные долота могут иметь различное число шарошек, обычно до 6, причем каждая шарошка может быть одно-, двух- и трехконусной со смещением и без смещения оси вращения относительно долота.
Различают конструкции долот на секционные и корпусные. В том или ином виде они выполняются в зависимости от диаметра. Для большого диаметра бурения используются долота корпусные, цельнолитые, а для скважин небольшого диаметра используются секционные долота, которые сварены из двух или трех секций.
Кроме того, соединительная резьба у секционных долот наружная конусная (нипель), а у корпусных внутренняя конусная (муфта).
Конструкция корпусного долота
1 – литой корпус; 2 – муфтовая присоединительная резьба; 3 – сварной шов; 4 –вставные лапы; 5 – цапфа; 6, 7, 8 – подшипники; 9 – шарошка; 10 – центральное промывочное отверстие.
Обозначение шарошечных долот
На примере долота с маркировкой III 244,5 С-ЦВ, разберем что означают цифры и буквы.
Число шарошек
Чаще всего используют трехшарошечные буровые долота, гораздо реже одно-, двухшарошечные. Многошарошечные долота применяются при реактивно-турбинном бурении.
Диаметры шарошечных долот
Согласно ГОСТ 20692-2003 серийно выпускаются долота следующих размеров:
Источник
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на шарошечные долота для сплошного бурения скважин.
Требования, изложенные в разделах 3 — 5 (кроме 5.2), разделах 6 — 8 , являются обязательными.
Обязательные требования, обеспечивающие безопасность работы с шарошечными долотами, изложены в 4.4 — 4.6 .
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 9.032-74 Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия лакокрасочные. Группы, технические требования и обозначения
ГОСТ 15.309-98 Система разработки и постановки продукции на производство. Испытания и приемка выпускаемой продукции. Основные положения
ГОСТ 164-90 Штангенрейсмасы. Технические условия
ГОСТ 577-68 Индикаторы часового типа с ценой деления 0,01 мм. Технические условия
ГОСТ 3242-79 Соединения сварные. Методы контроля качества
ГОСТ 7918-75 Замки для геолого-разведочных бурильных труб диаметром 50 мм. Технические условия
ГОСТ 15150-69 Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды
ГОСТ 28487-90 Резьба коническая замковая для элементов бурильных колонн. Профиль. Размеры. Допуски*
* На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 50864-96 Резьба коническая замковая для элементов бурильных колонн. Профиль, размеры, технические требования.
3 Классификация и основные размеры
3.1 Долота следует изготовлять следующих видов:
3.2 Долота следует изготовлять следующих типов:
М — со стальными зубьями для бурения мягких пород;
МЗ — с твердосплавными зубками для бурения мягких абразивных пород;
МС — со стальными зубьями для бурения мягких пород с пропластками средней твердости;
МСЗ — с твердосплавными зубками для бурения мягких абразивных пород с пропластками средней твердости;
С — со стальными зубьями для бурения пород средней твердости;
СЗ — с твердосплавными зубками для бурения абразивных пород средней твердости;
СТ — со стальными зубьями для бурения пород средней твердости с пропластками твердых;
Т — со стальными зубьями для бурения твердых пород;
ТЗ — с твердосплавными зубками для бурения твердых абразивных пород;
ТК — со стальными зубьями и твердосплавными зубками для бурения твердых пород с пропластками крепких;
ТКЗ — с твердосплавными зубками для бурения твердых абразивных пород с пропластками крепких;
К — с твердосплавными зубками для бурения крепких пород;
ОК — с твердосплавными зубками для бурения очень крепких пород.
3.3 По расположению и конструкции промывочных и продувных узлов (каналов) долота следует изготовлять с:
боковой гидромониторной промывкой — Г;
комбинированной промывкой — ЦГ;
3.4 Опоры шарошек следует изготовлять на:
подшипниках с телами качения и одном или более упорных подшипниках скольжения, или без упорных подшипников скольжения — В;
подшипниках с телами качения и одном или более упорных подшипниках скольжения и герметизацией опоры — ВУ;
одном радиальном и одном или более упорных подшипниках скольжения (остальные подшипники с телами качения) — Н;
одном радиальном и одном или более упорных подшипниках скольжения (остальные подшипники с телами качения) и герметизацией опоры — НУ;
двух или более радиальных подшипниках скольжения с одним или более упорным подшипником скольжения — А;
двух или более радиальных подшипниках скольжения с одним или более упорным подшипником скольжения и герметизацией опоры — АУ.
3.5 Основные размеры долот и обозначения присоединительной резьбы должны соответствовать указанным на рисунке 1 и в таблице 1 .
Примечание — Рисунок не определяет конструкцию долота.
Диаметр упорного уступа Dl
Обозначение присоединительной резьбы
* Для корпусных долот с муфтовой присоединительной резьбой.
1 Размеры в скобках указаны для долот с укороченной резьбой.
2 По заказу потребителя допускается изготовление долот с размерами, отличными от указанных.
3 Долота с опорами А и В следует изготовлять: с D = 
мм, с D от 
мм до 320,0
мм, с D от (349,2 ± 1,5) мм до (393,7 ± 1,5) мм; с D ³ 444,5 мм ± 2,0 мм.
Пример условного обозначения трехшарошечного долота диаметром 215,9 мм для бурения абразивных пород средней твердости (СЗ), с боковой гидромониторной промывкой (Г), на двух или более радиальных подшипниках скольжения с одним или более упорным подшипником скольжения и герметизацией опоры (АУ):
Долото шарошечное III 215,9 СЗ-ГАУ ГОСТ 20692-2003
4 Технические требования
4.1 Долота следует изготовлять в соответствии с требованиями настоящего стандарта, по рабочим чертежам, утвержденным в установленном порядке.
4.2 Точность изготовления долот должна соответствовать значениям, указанным в таблице 2 .
Норма точности для долот диаметрами, не более
Разновысотность шарошек относительно упорного уступа
Радиальное биение шарошек относительно оси резьбы
4.3 Долота следует изготовлять с правой конической замковой резьбой.
Резьбы З-42 и З-63,5 — по техническому документу, утвержденному в установленном порядке.
Соответствие обозначений присоединительной резьбы по настоящему стандарту и спецификации 7 Американского нефтяного института ( API Spec 7) приведено в приложении А .
4.4 Натяг конической замковой резьбы должен быть:
10 ,35 +0,4 мм — для ниппельной резьбы З-42;
10 ,00 +0,4 мм — для ниппельной резьбы З-50;
16 ,00 +0,4 мм — для ниппельной резьбы З-63,5;
15 ,875 
мм — для ниппельных резьб З-88, З-117, З-121, З-152, З-171, З-177, З-201;
0 
мм — для муфтовых резьб З-88, З-117, З-121, З-152, З-171, З-177, З-201.
4.5 Система промывки гидромониторных долот диаметрами 190,5 мм и более должна быть герметична при давлении жидкости 7,85 МПа; диаметрами менее 190,5 мм — при давлении жидкости 5 МПа.
4.6 Насадки в гидромониторных долотах с боковой промывкой диаметрами 190,5 мм и более должны удерживаться при давлении жидкости 7,85 МПа; диаметрами менее 190,5 мм — при давлении жидкости 5 МПа. Насадки должны быть сменными.
4.7 В сварных швах на поверхностях упорного уступа ниппеля и на расстоянии 25 мм над упорным уступом ниппеля не допускаются дефекты сварки, на остальной резьбовой части ниппеля допускаются единичные поры и раковины диаметром не более 1 мм в количестве не более 3 шт. на каждом шве. На резьбовой части корпусных долот допускаются единичные поры и раковины диаметром не более 2 мм в количестве до 5 шт.
4.8 Требования к материалам, химико-термической обработке, комплектующим, краскам, смазкам должны соответствовать нормативной и технической документации, утвержденной в установленном порядке.
4.9 Поверхность долот, кроме присоединительной резьбы, упорного уступа ниппеля (упорного торца муфты), торца ниппеля и заходной фаски должна быть покрыта ровным слоем краски. После высыхания краска должна прочно удерживаться на долоте. Класс покрытия VII — по ГОСТ 9.032 .
4.10 Поры, вздутия, мелкие пузыри и выступания коррозии через краску, а также попадание краски на присоединительную резьбу, упорный уступ, клапаны, в отверстия крышек смазочных резервуаров, промывочные каналы гидромониторных долот не допускаются.
4.11 Присоединительная резьба должна быть покрыта антикоррозионной смазкой.
4.12 Опоры шарошек должны быть заполнены смазкой. Заполнение смазкой долот с опорой НУ следует проводить до появления смазки из-под манжеты. Долота с опорами АУ и ВУ перед заполнением смазкой вакуумируют.
4.13 Шарошки долот с опорами АУ, НУ, ВУ должны проворачиваться на опорах от руки со значительным усилием. Шарошки долот с опорами Н, В, А должны свободно и плавно проворачиваться на опорах от усилий руки.
Зацепление зубьев или зубков одной шарошки за зубья или зубки, а также за корпус другой шарошки не допускается.
4.14 Пружинное кольцо компенсационного узла долота должно заходить по всему периметру в канавку и не иметь повреждений, а крышка не должна проворачиваться от руки.
4.15 Требования надежности
4.15.1 Срок сохраняемости долот — не менее 18 мес со дня изготовления.
4.16.1 В комплект поставки входят: долото с установленными насадками и (или) клапанами, а также паспорт долота.
По согласованию с потребителем допускается поставка долот без насадок.
4.17.1 Маркировка долот должна быть четкой и сохраняться на протяжении срока службы долота.
4.17.2 На торце ниппеля (пояске муфты) маркируются:
— товарный знак предприятия-изготовителя;
— условное обозначение долота (допускается обозначение стандарта не маркировать);
— обозначение присоединительной резьбы (по требованию потребителя);
— порядковый номер долота по системе нумерации предприятия-изготовителя;
— дата изготовления (месяц, год);
— клеймо технического контроля.
Примечание — Допускается маркирование товарного знака предприятия-изготовителя на других поверхностях долота.
4.18.1 Поверхность присоединительной резьбы, включая упорный уступ ниппеля (упорный торец муфты), торец ниппеля и заходную фаску, должна быть полностью покрыта ровным слоем консервационной смазки по технической документации, утвержденной в установленном порядке.
4.18.2 Долота упаковывают в соответствии с технической документацией, утвержденной в установленном порядке.
По согласованию с потребителем допускается не упаковывать долота, при этом должна быть обеспечена защита присоединительной резьбы.
Каждое долото должно сопровождаться паспортом, содержащим:
— область применения продукции;
— основные технические характеристики;
— изображение знака соответствия для сертифицированной продукции;
— юридический адрес предприятия-изготовителя (продавца);
— товарный знак предприятия-изготовителя;
— код IADC (по требованию потребителя).
5 Правила приемки
5.1 Для контроля соответствия долот требованиям настоящего стандарта предприятие-изготовитель должно проводить приемосдаточные испытания по ГОСТ 15.309 .
5.2 Объем выборки при приемосдаточных испытаниях: 100 % — по 3 ,5, 4.2 , 4.4 — 4.6 , 4.9 — 4.14 , 4.16 — 4.18 ; 10 % — по 4.7 .
6 Методы контроля
6.1 Контроль размеров долот следует проводить с применением универсальных или специальных средств измерений.
6.2 Диаметр долот следует контролировать с помощью предельных калибров-колец.
6.3 Разновысотность шарошек относительно упорного уступа, радиальное биение шарошек относительно оси резьбы следует контролировать по техническому документу, утвержденному в установленном порядке, с помощью специальных контрольных приспособлений, штангенрейсмаса по ГОСТ 164 , индикатора часового типа по ГОСТ 577 с ценой деления 0,01 мм.
6.4 Натяг присоединительной резьбы следует контролировать резьбовыми калибрами по техническому документу, утвержденному в установленном порядке. При этом поверхность резьбы должна быть тщательно очищена, а на поверхность резьбы должен быть нанесен тонкий слой жидкого масла.
6.5 Герметичность системы промывки и крепления насадок следует контролировать опрессовкой долот с уплотнением по упорному уступу ниппеля (упорному торцу муфты) в течение 20 с на гидравлическом стенде.
6.6 Методы контроля сварных швов — по ГОСТ 3242 .
6.7 Контроль маркировки, окраски долот, наличие смазки ниппеля и в опорах, отсутствия сколов наплавленного слоя у долот со стальными зубьями, расколотых или имеющих частичные сколы твердосплавных зубков, также по 4.16 — 4.18 проводят визуально.
7 Транспортирование и хранение
7.1 Транспортирование долот должно осуществляться любым видом транспорта с соблюдением правил перевозки, действующих на этих видах транспорта при условии защиты долот от атмосферных осадков и механических повреждений.
7.2 Транспортная маркировка — по ГОСТ 14192 .
7.3 Долота следует хранить в сухих закрытых помещениях. Группа условий хранения — 6 (ОЖ2) по ГОСТ 15150 .
8 Указания по эксплуатации
8.1 Соединение долота с бурильной трубой должно осуществляться с использованием специального приспособления, имеющего конфигурацию долота, и машинного ключа, обеспечивающих сохранность долота при навинчивании.
9 Гарантии изготовителя
9.1 Изготовитель должен гарантировать соответствие долот требованиям настоящего стандарта при соблюдении правил транспортирования, хранения и эксплуатации.
ПРИЛОЖЕНИЕ А
Соответствие обозначений присоединительной резьбы по настоящему стандарту и спецификации 7 Американского нефтяного института ( API Spec 7)
Источник