Вооружение лопастных долот выполняется в виде лопастей со сплошной (РС) или гребенчатой (ИР) режущими кромками. Долото состоит из корпуса 3 и лопастей 1 и имеет систему промывки забоя, включающую внутреннюю полость 4 и промывочные отверстия 2. На передних гранях лопастей выполняются пазы, в которые впаиваются твердосплавные пластины 5. Боковые калибрующие грани лопастей армируются твердосплавными штырями 6 (рис. 5.5). Сверху корпус имеет резьбу для соединения с бурильным инструментом.
Основные характеристики
Основными характеристиками лопасти являются угол резания а = 70—85° и угол заострения а = 20—25°.
Внедрение резца в породу забоя осуществляется при вращении долота и уменьшенных осевых усилиях. При движении внедренного в породу резца его передняя грань сминает (раздавливает) породу, после чего происходит ее скол. В установившемся режиме работы резца порода разрушается последовательно в два этапа: смятие — скол.
Используются следующие лопастные долота:
режуще-скалывающего действия двухлопастные 2Л диаметром от 76 до 165,5 мм с обычной промывкой и трехлопастные ЗЛ диаметром от 120,6 до 469,9 мм с обычной и гидромониторной промывкой;
истирающе-режущего действия трехлопастные ЗИР диаметром от 190,5 до 269,9 мм и шестилопастные 6ИР с обычной и гидромониторной промывкой;
Пикообразные долота П выпускаются диаметром от 98,4 до 444,5 мм с обычной промывкой и бывают двух видов:
Ц—для разбуривания цементных пробок и металлических деталей низа обсадных колонн;
Р — для расширения ствола скважины.
Выпускаются следующие типы лопастных долот:
М — для мягких горных пород;
МС—для мягких пород с пропластками средней твердости;
МСЗ—для мягких абразивных пород с пропластками средней твердости;
С — для горных пород средней твердости.
Первые два типа долот изготавливаются по принципу режуще-скалывающего действия для бурения рыхлых и слабосце- ментированных обломочных пород. Два последних типа долот изготавливаются истирающе-режущего действия для бурения мягких абразивных (алевролиты и слабосцементированные песчаники) и средних по твердости пород (аргиллиты, глинистые сланцы, гипсы).
Принципиальное отличие долот ИР-действия от долот РС-действия — это прерывистое исполнение режущей кромки. Делается это для повышения удельного давления на забой и улучшения охлаждения режущих элементов промывочной жидкостью. Для обеспечения этих же условий у долот 6ИР три лопасти имеют укороченную высоту. В этих долотах штыри из твердого сплава ВК8-В впрессовываются со значительным вылетом над кромкой лопасти, в результате получается гребенчатая режущая кромка.
Под действием осевой нагрузки лопасть долота внедряется в горную породу и далее, вращаясь вместе с долотом вокруг его оси, срезает-скалывает слой породы некоторой толщины. При этом каждая точка лопасти совершает винтовое движение. Момент на долоте складывается из сопротивления горной породы скалыванию, трения лопастей о забой и стенку скважины.
Система промывки лопастного долота включает внутреннюю полость корпуса и промывочные отверстия. Число отверстий совпадает с числом лопастей. Струя жидкости формируется системой промывки и направляется на забой перед передней гранью лопасти. Гидромониторная система промывки отличается от обычной системы установкой в промывочных отверстиях долота насадки, формирующей высокоскоростную компактную струю.
Шифр долот отражает особенности конструкции, диаметр и тип долота. Например, 2Л-161,1М означает: двухлопастное долото с обычной системой промывки диаметром 161,1 мм для бурения мягких горных пород. ЗЛГ-190,5МС — трехлопастное долото с гидромониторной промывкой диаметром 190,5 мм для разбуривания мягких с пропластками средней твердости пород.
В шифре истирающе-режущих долот вместо буквы Л ставятся буквы ИР. Например, ЗИР-190,5МСЗ — трехлопастное долото с обычной системой промывки диаметром 190,5 мм типа МСЗ. Масса этого долота 25 кг, допускаемая нагрузка 180 кН, допускаемый крутящий момент 3800 Н м.
Лопастные долота не применяются при бурении гидравлическими забойными двигателями и электробурами, т.к. при бурении ими необходим большой крутящий момент.
