При бурении сплошным забоем разрушается порода долотами. Бывают:
I. Режущие и режуще-истирающего типа. Лопастные долота (мягкие породы); показатели твердость и абразивность.
II. Ударно-скалывающего типа ( скалывание = резание ); бурильная головка.
При бурении шарошечными долотами в породах мягких и средних в конструкцию долота (М. МС, С) закладывается смешение осей, многоконустносгь шарошки, пересечение осей
шарошек за осью долота => увеличение скольжения зубьев по забою = повышение способности долота разрушать забой резанием. При бурении в породах долотами СТ, Т величина смешения минимальна. В долотах типа К, ОК для крепких и очень крепких пород смешение отсутствует, разрушение за счет удара, выкала частиц зубьями долота.
Эффект турбулезации потока облегчает вынос частиц шлама. Шарошки:
М, МС, С, СТ, Т, ТК - малоабразивные породы
М3, МСЗ, СЗ, СТЗ, К, ОК - для пород повышенной абразивности.
Лопастные долота применяются в мягких породах, лучше чем шарошечные с фрезерованными зубьями 9 зуб из целого куска), больше скорости бурения, но образование сальника на бурильных трубах в муфто-замковых соединениях (не успеваем дать нужную для выноса частиц подачу воды, т.е. промывочную жидкость).
Кинематика шарошечных долот.
Число ударов за (1 оборот Z) в мин:
т = пш * Z , в минуту
Z - число ударов за 1 оборот = числу зубьев в К и ОК все зубья за один оборот будут ударять. Теоретическая нагрузка на долото по В.С.Федорову:
Рдол = Кзаб * Ршт * Sконтакта
Где: Кзаб - забойный коэффициент, учитывающий влияние гидростатического давления,
температуру на забое, длительность, состояние забоя - примерно 0,55
Sk - примерная площадь контакта зубьев с забоем в какой-то момент времени.
Sk = 1,3 * Dдол*η*в
где:
n ≤ 60*dш / tk * Z * D
Выше n разрушение не эффективно =>nmax
tk - минимальное время контакта зуба с забоем ( зависит от категории по буримости) когда происходит одиночный акт выкала, зависит от категории пород по ВНИИБТ.
Механическая скорость при бурении шарошечным долотом:
Абразивный износ зуба долота главная причина падения скорость(tgφ) (φ - темп падения скорости во времени, зависящий от износа зуба долота.
Мощность на разрушение забоя:
Nуд – удельная мощность (кВт), в зависимости от Pдол, n, Vмех, Nуд = 0,06 – 0,18,кВт/см2
S - площадь забоя, см2
Для работы в разных по твердости породах нужно подобрать соответствующий тип долота.
