Для бурения скважин различного назначения в мягких, горных породах средней твердости, а также частично в твердых породах в большом объеме применяются долота с поликристаллическими алмазно-твердосплавными резцами типа PDC. Перспективность данного вида вооружения долот доказана высокими результатами их применения. Практика показывает, что при бурении глубоких скважин долота PDC обеспечивают проходку на инструмент более 1000 метров при средней механической скорости бурения до 35 – 40 м/ч. Поэтому в настоящее время в Сибирском регионе объемы проходки с использованием долот класса PDC достигают 85-90% от общих объемов промышленного бурения скважин.

Типы долот по принципу разрушения горной породы:

В зависимости от типа PDC долота, оно может иметь либо стальное, либо матричное основание:

Количество лопастей долот PDC: может варьироваться от 3 до 12.

Профиль долота: выпуклый или вогнутый, что характеризует управляемость долота.

Диаметр резцов: в основном этот параметр колеблется в диапазоне 9-16 мм.

Агрессивность: плотность вооружения на лопастях — чем более мягкие породы планируется бурить, тем меньше плотность вооружения. Это обусловлено тем, что один резец может выполнять достаточно большой объём работы.

Обратный угол резания — угол, под которым резец разрушает породу. Чем более мягкие породы, тем этот угол меньше. То есть тем сильнее прилегает резец к горной породе. Другими словами, чем меньше угол резания, тем более полого расположен резец и тем большее сопротивление он получает со стороны породы. Малый угол резания позволяет резцу делать больший объём работы.

Основные преимущества PDC долот:

В первую очередь алмазные PDC долота применяются для бурения компактными установками, когда при бурении шарошечным агрегатом нет возможности предоставить нужную нагрузку. Давление при подаче важно прикладывать при этом меньше при сравнимой или же большей скорости вращения.

Это буровое оснащение имеет действенный механизм разрушения горных пород. Само бурение выполняется впоследствии отбора керна. Возможно применять его для организации скважин.

За счет недоступности подвижных составляющих у долот рассматриваемого типа, если сравнивать с шарошечными, отсутствует риск того, что может потеряться часть инструмента, а все благодаря высочайшей износоустойчивости. При этом срок службы при абсолютной нагрузке больше в 3-5 раз.

Бурение обозначенным инвентарем вполне возможно в породах от податливых до жестких и даже абразивных. Принцип работы понять несложно, если вдуматься в конструктивные особенности установок. Так как разрушение породы наблюдается режуще-истирающим способом, что, собственно, значительно эффективней других методов, скорость проходки в податливых грунтах повыше. Этот показатель может превышать установленный при иных методах в 3 раза.

Подобный эффект достигается за счет особого корпуса и используемых материалов, из которых изготавливался режущий механизм.

Резцы этих долот могут самозатачиваться. Они же на твердосплавной базе покрываются слоем поликристаллического алмаза. Его толщина – 0,5-5 мм. Твердосплавное основание изнашивается скорее, чем поликристаллические алмазы, и от этого алмазное лезвие продолжает долгое время оставаться острым.

В зависимости от разбуриваемой породы долота данной группы могут быть:

Металлический корпус и матрица имеют все шансы превосходить друг друга в некоторых моментах. От первого, например, зависит метод крепления режущих элементов. В матричном инструменте они же впаиваются в систему с применением простого припоя.

Для установки режущих элементов в сталь инструмент нагревают до температуры 440°С. После того как конструкция остывает, резец накрепко усаживается на свое место. Изготавливаются резцы в соответствии с ГОСТ. Расшифровка маркировки производится по коду IADC.

Обязательно стоит сказать о плюсах и минусах рассматриваемых изделий. Из преимуществ:

Но есть и существенные недостатки, о которых нужно упомянуть. Среди них:

Маркировка на описываемом инструменте представлена четырьмя символами, которые, в свою очередь, означают:

Типы корпуса:

Породы:

Независимо от обрабатываемой породы диаметры резцов могут быть:

Профиль:

Производство таких долот сегодня поставлено на широкую ногу. Особой популярностью пользуются Silver Bullet с плоским профилем.

Отличает такой инструмент высокая производительность. Сфера применения – пилотное бурение на горизонтально-направленных проектах. При использовании такого типа долота покрывается большая площадь. Прекрасно справляется агрегат с цементной пробкой и подходит для установки геотермального зонда.

Moto-Bit – еще один не менее востребованный бренд. Такие долота прекрасно справляются с задачей по работе с небольшим забойным двигателем. Широко применяются при организации скважин.

Когда необходимо работать с композитными пробками, советуют использовать долота Plugbuster. Их главная отличительная черта – особый профиль конусной формы, который был запатентован. Если сравнивать с другим похожим инструментом, этот дольше остается в скважине и может использоваться с большей скоростью вращения. Шлам получается маленького размера. Производится долото из никелевой легированной стали.