В геологоразведочной, горнодобывающей и строительной отраслях используются различные буровые оборудования. И одним из главных элементов любого бурового инструмента являются буровые шарошечные долота. Они являются разновидностью буровых обустройств вращательного бурения. Основное свойство шарошечных долот – породоразрушающий, дробящий, дробяще-скалывающий механизм работы. На этот инструмент приходится главная нагрузка при разрушении породы и вещества, поэтому ее производят из самых прочных материалов. Современные разновидности буровых долот делят по виду воздействия на породу, элементам рабочей части и непосредственно по назначению. Буровые шарошечные долота эффективны для абразивных и неабразивных пород любой твердости.

Описание

Устройство инструмента довольно специфичное, его сложность состоит на подвижных элементах – подшипниках. Сейчас буровые шарошечные долота могут состоять из шарошек в виде конуса, сферы или цилиндра, смонтированных на подшипниках скольжения или качения на цапфах секций долота. Самым широко используемым видом остаются трехшарошечные долота. Основной элемент шарошечных долот при бурении – зубья разной конфигурации и длины или впресованные твердосплавные штыри.

Принцип работы шарошечного долота состоит в вращении долота, которое последовательно совершает сложное перемещение как вокруг своей оси, так и вокруг оси долота. Такие динамические нагрузки способствуют быстрому разрушению горных пород. Зубья шарошки служат для обеспечения равномерного распределения нагрузки в оборудовании. Взаимное расположение шарошек обеспечивает самоочистку инструмента. Несмотря на это используется промывка специальной жидкостью или продувка, так как в процессе работы рабочие части сильно нагреваются. Последние действия направлены на увеличение срока службы оборудования.

Классификация шарошечного долота

Буровые шарошечные долота подразделяются на классы по различным параметрам. Так, по принципу воздействия на горную породу различают дробящие и дробяще – скалывающие виды. Различают 14 типов шарошечных долот с учетом геологических пород и условий проходки, а размерный ряд начинается от 46 мм до 508 мм. В качестве вооружения используются зубья и твердосплавные штыри. Дополнительный фактор, увеличивающий эффективность оборудования – большой вес, так средняя модель III490 С-ЦВ весит более 320 кг.

По конструкции и обустройству буровые шарошечные долота можно разделить на:

  • секционные, сваренных в виде секций.
  • корпусные, с отлитым корпусом, готовым для монтажа шарошек.

Кроме того, шарошечные долота включают в себя характерные продувочные или промывочные устройства, которые в свою очередь подразделяются на виды долот с:

  • основной промывкой;

  • боковой промывкой;

  • основной продувкой;

  • боковой продувкой.

Производители маркируют буровые долота по ГОСТу и классификациям, по которым можно узнать конкретное назначение. Так, цифры на товаре означают диаметр элемента, следующие за цифрами буквы показывают – для твердости какой породы он предназначен. Кроме того, шарошечные долота подразделяют на 3 группы по назначению:

  • Изготовленные для сплошного бурения, при котором инструмент действует в одной плоскости или ступенчатым образом.

  • Долота, предназначенные для колонкового разрушения – бурение происходит по периферийной структуре.

  • Специальные модели, для необычных пород и условий.

Отличительные преимущества

Шарошечные долота остаются одним из самых универсальных оборудований для бурения и разрушения пород и породных препятствий. Оказывая дробяще-скалывающий эффект, он позволяет сделать форму скважины необходимого размера. При изготовлении шарошечных долот используют методы шлакового переплава, или двойного шлакового переплава, что увеличивает качество инструмента. Возможность варьирования механизмом взаимодействия долот с забоем – важное преимущество перед другими моделями долот.

Сферы применения

Львиная часть проходки реализуется буровым шарошечным долотом, методом сплошного забоя. Его используют при бурении нефтяных, газовых и взрывных скважин, соответственно его активно используют в инженерно- геологических, разведочных, геолого-поисковых направлениях. Шарошечными долотами разрушают грунт в забое, проводят глубинную проходку, выравнивают стенки скважины для улучшения производственного цикла. Инструмент может использоваться также в строительной сфере.

К примеру, на начальном этапе планово-архитектурных работ проводятся геологический и геодезический анализ и исследование почвы. Помогают буровые долота и для обустройства колодцев и автономных скважин. Для эффективности и лучшего результата подбирают класс бурового долота в зависимости от характеристики породы.

Буровым долотам под силу любые известные грунты – от легких до твердых пород. Обобщая области применения буровых шарошечных долот, можно выделить следующие отрасли:

  • поиск, разведка и проходка месторождений газа и нефти;

  • разработка и геологическое строение скважин и пород;

  • глобальные исследования по изучению строения Земли.

Для справки

Сегодня бурение остается единственным эффективным механическим способом поиска и извлечения нефтегазовых месторождений. Для геологов, разведывательных и промышленных компаний буровое долото остается важным и главным инструментом в наращивании производственных объемов. И использование буровых долот, отлитых из стальных или твердосплавного металла, остается неотъемлемым этапом в технологии бурения нефтяных скважин и месторождений твердых полезных ископаемых. Нередко буровое шарошечное долото применяют в гражданском строительстве.