Двухлопастные долота типа 2Л предназначены для бурения в мягких и вязких породах с пропластками пород средней твердости. Они состоят из корпуса с присоединительной резьбой и двух приваренных к нему лопастей. Для повышения износостойкости рабочие поверхности лопастей армируют твердосплавными пластинками. В корпусе долота есть отверстия, через которые промывочную жидкость подают на забой скважины. Выпускают долота типа 2Л диаметром от 76 до 161 мм.

Рис. 1. Буровой снаряд для роторного бурения:
1 — буровое долото; 2, 4, 6, 7, 9, 10 — переводники; 3 — утяжеленные бурильные трубы; 5 — бурильные трубы; 8 — ведущая труба; 11 — вертлюг-сальник.

Более широкое распространение получили трехлопастные долота типа 3Л и ЗЛГ, обеспечивающие более высокие скорости бурения и лучшую калибровку ствола скважины. Передние и боковые грани лопастей таких долот армированы твердосплавными пластинками. Долота типа ЗЛГ с гидромониторной промывкой оснащены гидромониторными насадками, вставляемыми в отверстия, предназначенные для выхода промывочной жидкости. Гидромониторные насадки позволяют получать высокие скорости струи промывочной жидкости. При бурении пород средней твердости и мягких пород такими долотами механическая скорость увеличивается как в результате лучшей очистки забоя от шлама, так и дополнительного разрушения породы забоя струей промывочной жидкости.

Выпускают трехлопастные долота ЗЛ диаметром от 118 до 445 мм, а долота ЗЛГ — от 190 до 445 мм.

При бурении мягких и средних по твердости пород с пропластками твердых и абразивных пород используют режуще-истирающие долота с обычной промывкой (типа ИР) и с гидромониторными насадками (типа ИРГ). В основном для этих целей используют шестилопастные долота ИРГ и ИР. Выпускают долота ИР диаметром от 76 до 269 мм, а долота ИРГ — от 190 до 269 мм.

Для разбуривания цементного камня внутри колонны обсадных труб используют пикообразные долота типа ПЦ. Режущие кромки лопастей этих долот армированы твердосплавными пластинками. Выпускают долота ПЦ диаметром от 97 до 445 мм.

Рис. 2. Двухлопастное долото 2JI.

Шарошечные долота предназначены для разрушения пород различной твердости путем нанесения ударов зубьями перекатывающихся при вращении долота по забою конических шарошек. Шарошки — основной элемент шарошечного долота, закреплены в корпусе долота на опорах, состоящих из цапфы и лапы. На цапфах лап они монтируются на подшипниках скольжения, роликовых или шариковых подшипниках. На боковой поверхности шарошек имеются фрезерованные за одно целое с телом шарошек стальные зубья или запрессованные твердосплавные зубья, с помощью которых происходит разрушение породы.

Рис. 3. Шестилопастное долото ИРГ:
1 — корпус; 2 — лопасти нормальные; 3 — гидромониторный насадок; 4 — лопасти укороченные.

В зависимости от твердости пород зубья шарошечных долот имеют различную высоту и угол приостре-ния, а также различное расположение на поверхности шарошки. В мягких и пластичных породах зубья шарошек выполняют крупными с малым углом прнострения и с большими расстояниями между соседними зубьями. Чем тверже порода, тем меньше должна быть высота зубьев в шарошке, больше угол их прнострения и меньше расстояние между зубьями.

Рис. 4. Трехлопастное долото ЗЛ.

Рис. 5. Пикообразное долото ПЦ.

Шарошки, армированные твердосплавными зубьями, имеющими клиновидную или полусферическую рабочую поверхность, применяют в крепких и абразивных породах.

Шарошечные долота могут быть с одной, двумя, тремя или четырьмя шарошками, но при бурении скважин на воду наиболее часто используют трехшарошечные долота.

В настоящее время выпускают трехшарошечные долота различных типов, отличающиеся формой и расположением зубьев и предназначенные для бурения пород различной твердости. Это долота типа М, МЗ, МС, МСЗ, С, СЗ, СТ, Т, ТЗ, ТК, ТКЗ, К и ОК. Для облегчения распознавания трехшарошечных долот по внешнему виду на заводах-изготовителях наружную поверхность долот окрашивают в зависимости от их типа.

Рис. 6. Трехшарошечные долота:
а — общий вид; б — секционное долото: 1 — секция; 2 — шарошка; в — цельнокорпусное долото: 1 — корпус; 2 — лапа; 3 — шарошка.

Долота типа М (желтая окраска) используют при бурении самых мягких, вязких и пластичных пород (слабоуплотненные пески, мягкие глины и сланцы и др.).

Долота типа МЗ (желтая окраска с белой полоской) применяют в мягких, пластичных, вязких и абразивных породах с пропластками пористых песчаников, мягких известняков и др.

Долота типа МС (черная окраска) предназначены для бурения мягких пород с пропластками малоабразивных пород средней твердости (плотные глины с частыми прослойками мела, глинистых сланцев и др.).

Долота типа МСЗ (черная окраска с белой полоской) применяют для бурения абразивных мягких пород с прослойками средней твердости абразивных пород (песчаники, алевролиты, известняки средней твердости и др.).

Долота типа С (синяя окраска) предназначены для бурения пород средней твердости и малоабразивных пород (плотные глины, глинистые сланцы, песчаники и др.).

Долота типа СЗ (синяя окраска с белой полоской) используют при бурении абразивных пород средней твердости (мелкозернистые песчаники, переслаивающиеся с плотными глинами, известняками и др.).

Долота типа СТ (серая окраска) применяют для бурения пород средней твердости с пропластками твердых пород (песчаники и известняки, трещиноватые доломиты и др.).

Долота типа Т (зеленая окраска) служат для бурения твердых малоабразивных пород (доломиты и плотные известняки, крепкие сланцы).

Долота типа ТЗ (зеленая окраска с белой полоской) предназначены для бурения твердых абразивных пород (окремнелые доломиты и известняки, мелкозернистые твердые песчаники).

Долота типа ТК (коричневая окраска) применяют для бурения твердых пород с пропластками крепких малоабразивных пород (мелкозернистые известняки, кварцевые песчаники и др.). Для повышения износоустойчивости и улучшения калибровки ствола скважины периферийные зубья шарошек, как правило, сделаны из твердосплавных штырей с полусферической рабочей поверхностью.

Долота типа ТКЗ (коричневая окраска с белой полоской) используют для бурения твердых абразивных пород с пропластками крепких пород (сильно окремнелые известняки и песчаники).

Долота типа К (красная окраска) служат для бурения крепких абразивных пород (кремнистые известняки и песчаники, кристаллические сланцы).

Долота типа ОК (оранжевая окраска) предназначены для бурения очень крепких абразивных пород (кварциты, граниты и др.).

В долотах с индексом 3 шарошки оснащены вставными зубьями из твердого сплава, а в долотах типа М, МС, С, СТ и Т для увеличения износостойкости долот зубья и тыльную часть шарошек наплавляют слоем твердого сплава.

По конструкции корпуса трехшарошечные долота делят на секционные и корпусные.

Секционные (бескорпусные) долота сваривают из отдельных секций (лап), на которых расположены шарошки. С колонной бурильных труб эти долота соединяют с помощью наружной замковой резьбы. Выпускают секционные долота диаметром от 97 до 320 мм.

Корпусные долота изготавливают путем приваривания к стальному литому корпусу лап с шарошками. В отличие от секционных долот с колонной бурильных труб они соединяются с помощью внутренней замковой резьбы. Изготавливают корпусные долота диаметром 394, 445 и 490 мм.

Шарошечные долота могут быть с центральной или боковой гидромониторной промывкой. В долотах с центральной промывкой поток промывочной жидкости подается на забой скважины по центральному промывочному каналу, а в долотах с гидромониторной промывкой — через три боковых канала круглого сечения, расположенных в каждой лапе и направляющих поток промывочной жидкости между шарошками. В конце промывочных каналов устанавливают специальные съемные износостойкие гидромониторные насадки. Долота с гидромониторной промывкой имеют в обозначении индекс Г.

Каждое шарошечное долото имеет маркировку: порядковый номер заводской модели Данного размера, индекс (буква) завода-изготовителя, диаметр долота (мм), порядковый номер, год и месяц выпуска и клеймо ОТК завода. Маркировку наносят на торец ниппеля у секционных долот и на специальном пояске, выточенном на шейке корпуса, у корпусных долот.

Рис. 7. Трехшарошечное долото с гидромониторной промывкой.

Долота-расширители, предназначены для расширения скважины. Такие работы проводят перед спуском в скважину колонны обсадных труб, а также при создании уширенной зоны в интервале водоносного горизонта под гравийную обсыпку фильтра.

Долота-расширители могут быть шарошечного, лопастного и гидромониторного типов.

Долота-расширители шарошечного типа применяют для проработки и калибровки ствола скважины в породах средней твердости, твердых и крепких. Эти долота имеют диаметр, равный диаметру бурового долота. Устанавливают их выше бурового долота на 4…6 м.

Долота-расширители лопастного типа предназначены для расширения ствола скважины одновременно с его углубкой при бурении в песчано-глинистых отложениях. Применяют их в основном в зоне водоносного пласта под гравийную обсыпку. При спуске долота-расширителя в скважину его лопасти сложены. После установки расширителя на требуемую глубину лопасти раскрываются под давлением промывочной жидкости, нагнетаемой буровым насосом, или под действием механических усилий. При вращении лопасти начинают разрушать породу в стенках скважины и расширять ствол.

Долота-расширители гидромониторного типа оборудованы насадками, расположенными перпендикулярно оси скважины. Промывочная жидкость, подаваемая в скважину под давлением, выходит через эти насадки и при вращении расширителя разрушает породы в стенках ствола. Использовать гидромониторные расширители можно только в слабосцементированных породах.

Колонковые долота служат для бурения скважин роторным способом с отбором образцов горной породы (керна). Они могут быть лопастными, шарошечными и, кроме того, алмазными. Наиболее широко используют колонковые шарошечные долота.

Колонковое шарошечное долото состоит из собственно долота, выбуривающего на забое столбик породы, и корпуса с керноприемником для приема керна.

Различают колонковые долота со съемным и несъемным керноприемниками. Съемный керноприемник после заполнения керном извлекается на поверхность специальным ловителем, опускаемым внутрь колонны бурильных труб на канате. Для продолжения бурения внутрь колонны бурильных труб помещают такой же, но пустой керноприемник. Потоком промывочной жидкости, нагнетаемой по колонне бурильных труб, керноприемник подводится к колонковому долоту и закрепляется там, после чего процесс бурения продолжается.

При бурении колонковыми долотами с несъемным керноприемником после его заполнения керном бурение прекращают и весь буровой снаряд поднимают из скважины. После извлечения керна из керноприемника и установки пустого керноприемника в корпус колонкового долота буровой снаряд вновь опускают в скважину и бурение продолжается.

Колонковые шарошечные долота с несъемным керноприемником типа 1В-ДК, выпускаемые диаметром от 118 до 346 мм, позволяют получать керн в зависимости от диаметра долота диаметром от 22 до 47 мм.

Для передачи вращения от буровой установки породоразрушающему инструменту и для подвода промывочной жидкости на забой скважины используют бурильные трубы.

В качестве бурильных труб применяют стальные бесшовные трубы из высококачественной стали с утолщенными внутрь или наружу концами. На этих концах нарезают наружную мелкую трубную резьбу, имеющую для обеспечения герметичности соединения небольшую конусность.

Бурильные трубы изготавливают четырех типов: тип 1 — с высаженными внутрь концами; тип 2—с высаженными наружу концами; тип 3— с высаженными внутрь концами и коническими стабилизирующими поясами; тип 4 — с высаженными наружу концами и коническими стабилизирующими поясками.

Бурильные трубы с высаженными внутрь концами имеют меньшую прочность, чем трубы с высаженными наружу концами.

Грубы типа 1 и 2 изготавливают с правой и левой резьбой, а трубы типа 3 и 4—с правой резьбой. Трубы с правой резьбой применяют при бурении, а с левой — при ликвидации аварий в скважине.

Рис. 8. Бурильная труба с приваренными соединительными концами с наружной высадкой:
1 — место для маркировки трубы; 2 — сварные швы.

Наиболее часто при бурении скважин на воду используют бурильные трубы диаметром 60, 73 и 89 мм, длиной по 6, 8 и 11,5 м. Реже используют бурильные трубы диаметром 102 и 114 мм.

Соединяют трубы в колонну с помощью бурильных замков. Бурильный замок состоит из ниппеля замка с наружной замковой и внутренней трубной резьбой. Ниппель и муфту замка с помощью внутренней трубной резьбы навинчивают на концы бурильных труб. Замковая резьба служит для соединения между собой ниппеля и муфты замка. Эта резьба крупнее, с большей конусностью, чем трубная, что обеспечивает надежную герметичность соединения и более быстрое развинчивание бурильного замка. В зависимости от диаметра проходного отверстия бурильные замки могут быть трех типов: ЗН — Замок с нормальным проходным отверстием, ЗШ — замок с широким проходным отверстием, ЗУ — замок с увеличенным проходным отверстием.

Рис. 9. Бурильные трубы. Позиции даны в тексте.

Рис. 10. Бурильный замок:
1 — резьба трубная; 2 —поясок для маркировки; 3 —резьба замковая.

Замками ЗН соединяют бурильные трубы с высаженными внутрь концами, а замками ЗШ и ЗУ — трубы с высаженными внутрь и наружу концами. Замки всех типов изготавливают с правой и левой резьбой.

На ниппеле и муфте замка протачивают поясок для маркировки, состоящей из товарного знака завода-изготовителя, типоразмера замка, даты выпуска и номера стандарта. На ниппеле и муфте замка с левой резьбой дополнительно протачивают опознавательный поясок.

Используют также бурильные трубы с приваренными соединительными концами. В этих трубах мелкая трубная резьба заменена сваркой в местах соединения бурильного замка с трубой. Это повышает герметичность соединений и надежность работы бурильных труб.

Утяжеленные бурильные трубы (УБТ) имеют увеличенную толщину стенок и повышенную жесткость. Устанавливают их в нижней части бурового снаряда непосредственно над долотом для увеличения жесткости и устойчивости бурильной колонны и создания осевой нагрузки на долото.

В комплект утяжеленных труб входит одна над-долотная труба с внутренней замковой резьбой на обоих концах и несколько промежуточных, имеющих на одном конце внутреннюю, а на другом наружную резьбу.

Рис. 11. Утяжеленные бурильные трубы:
а — гладкие; б — с конусной проточкой; 1 — промежуточная труба; 2 — наддолотная труба; 3 — поясок для маркировки.

Утяжеленные бурильные трубы бывают гладкие по всей длине и с конусными проточками для более надежного захвата их при спуско-подъемных операциях.

Изготавливают утяжеленные бурильные трубы диаметром 73, 89, 95, 108, 146, 178 и 203 мм. При использовании бурильных труб диаметром 73 и 89 мм в состав бурового снаряда включают УБТ диаметром 146 мм, реже диаметром 178 или 203 мм.

Ведущие трубы —- толстостенные трубы квадратного сечения с круглым отверстием внутри передают вращение от ротора колонне бурильных труб и долоту. При сооружении скважин на воду применяют ведущие трубы со стороной квадрата 65, 80 и 112 мм, имеющие на верхнем конце левую замковую резьбу, а на нижнем — правую. Чтобы предохранить резьбу от быстрого износа при свинчивании и развинчивании, на оба конца навинчивают переводники. Верхний переводник имеет левую замковую резьбу, а нижний — правую.

Рис. 12. Ведущая труба:
1 — переводник верхний; 2 — ведущая труба; 3— переводник нижний.

Рис. 13. Переводники:
а — переходные; б — муфтовые в — ниппельные.

Буровые установки УРБ-ЗАМ и 1БА15В комплектуются ведущими трубами со стороной квадрата 80 мм.

Переводники соединяют элементы бурильной колонны, а также служат для присоединения к колонне бурильных труб породообразующего инструмента с различной резьбой. Изготавливают их из высококачественной стали: ПИ — переводники переходные с внутренней на одном конце и наружной замковой резьбой на другом; ПМ — переводники муфтовые с внутренней замковой резьбой на обоих концах; ПН — переводники ниппельные с наружной замковой резьбой на обоих концах.