Совершенствование бурового инструмента

Разработка высокопроизводительного бурового инструмента возможна при наличии достаточных сведений о сопротивлении породы разрушающему воздействию различных факторов механического, физического или химического характера, действующих в зоне разрушения при бурении.

Определение величины и характера изменения сил, действующих при работе бурового инструмента на забое скважины, позволяет совершенствовать аппаратуру автоматического регулирования и управления забойными процессами.

Практика ударного бурения выработала несколько форм бурового инструмента. Опыт ударно-канатного и ударно-штангового бурения создал как наиболее износостойкую и производительную «копытную» форму лезвий головки долота. При ударно-перфораторном бурении пород повышенной крепости более производительными являются буровые коронки с опережающим лезвием при прерывистой, зубчатой форме его острия. Высокие скорости бурения получают также при применении буровых коронок кольцевой формы.

Повышение работоспособности ударного бурового инструмента возможно за счёт суммирования всех приведенных выше положительных качеств в одной конструкции. Применяемые в настоящее время буровые коронки при каждом отдельном ударе разрушают только часть забоя скважины. При долотчатой форме коронки, при ударе, разрушается 10… 15% площади забоя скважины, при крестовой — до 20%. При условии создания бурового инструмента с лезвиями, разрушающими породу при каждом ударе полностью на всей площади забоя при соответствующем увеличении энергии, передаваемой на инструмент, можно получить увеличение скорости бурения в несколько раз. На рис. 1.26 показана схема ударно-долбёжной буровой коронки, разрушающей при каждом ударе всю поверхность забоя скважины.

На рис. 1.27 приведена схема кольцевой коронки для пневмоударника. Кольцевая коронка крепится к корпусу цилиндра, резцы имеют передний угол, равный минус 15…30°. Эта коронка выбуривает керны.

Совершенствование техники сопровождается совершенствованием организации труда и управления при работе буровых машин. Расположение элементов управления и всех средств труда должно обеспечивать минимальные затраты времени и сил человека при их использовании. Конструкция буровых машин должна учитывать также требования эргономики, технической эстетики, санитарии, гигиены и техники безопасности.

Рис. 1.26. Схема ударнодолбёжной буровой коронки

Рис. 1.27. Схема кольцевой буровой коронки для пневмоударного бурения