Бурильные головки

Бурильные головки, как и долота, различаются по классу, типу, принципу воздействия на забой, материалу вооружения и конструкции основных рабочих элементов. Бурильные головки в отличие от долот не бывают гидромониторными. Более того, в их конструкциях предусмотрены меры по защите керна от прямого воздействия струй промывочной жидкости, а при проектировании режима бурения накладываются ограничения на количество подаваемой на забой жидкости. Колонковые долота могут иметь стационарную или съемную колонковую трубу. При этом диаметр стационарной трубы всегда больше, чем съемной. Поэтому бурильные головки, предназначенные для работы с разными керноприемными устройствами, имеют разные соотношения диаметров их кернообразующих отверстий и самих головок.

Шифр бурильных головок начинается с буквы К (колонковая). Если в шифре содержится вторая буква С, например КС, то эта головка для керноприемного устройства со съемной колонковой трубой (грунтоноской). Последующие буквы характеризуют особенности конструкции бурильной головки. После букв идут цифры дробью: числитель – диаметр бурильной головки, знаменатель – диаметр кернообразующего отверстия (в мм). Далее следуют тип и класс бурильной головки, как и у долот. В конце шифра могут стоять цифры, отражающие номер модификации. Примеры шифров: К212,7/ 100М, КС212,7/ 60ТКЗ и т.д. Другие примеры шифров бурильных головок различных конструкций будут приведены ниже.

Наилучшие результаты с точки зрения качества керна дают алмазные бурильные головки и головки, оснащенные сверхтвердыми материалами. Это объясняется тем, что у таких инструментов практически не изменяются диаметры головки и кернообразующего вооружения, а также такие инструменты имеют минимальную динамичность работы

Шестилопастная бурильная головка типа М, оснащенная алмазно-твердосплавными пластинками, показана на рисунке 9.2. На корпусе 1 головки фрезерованием образованы лопасти и просверлены промывочные отверстия 2 так, чтобы поток промывочной жидкости оказывал минимальное воздействие на керн. Лопасти оснащены зубками с АТП. Калибрующие поверхности лопастей оснащены вставками ИСМ. Шифр такой бурголовки имеет вид КАП214,3/ 80М.

Рисунок 9.2 - Бурильная головка оснащенная пластинами АТП

Трехлопастная бурильная головка типа М показана на рисунке 9.3, а.

1-корпус, 2-промывочные отверстия,3-матрица.

Рисунок 9.3 - Бурильные головки с твердосплавным (а), алмазным (б) и ИСМ (в)

вооружением.

Лопасти вооружены твердосплавными зубками Г23 с одновременным смещением по высоте и окружности. Калибрующая керн часть выполнена в виде коронки с усиленным вооружением. Основной поток промывочной жидкости отведен от керна. Алмазные бурильные головки выпускаются типов МС, С, СТ и Т. Они, как и алмазные долота, могут быть однослойными и импрегнированными, со ступенчатыми и гладкими секторами, могут оснащаться как природными или синтетическими алмазами, так и алмазно-твердосплавными пластинами или резцами. Обозначения этих особенностей в шифрах бурильных головок такие же, как и алмазных долот. Конструкция радиальной однослойной бурильной головки с гладкими секторами показана на рисунок 9.3, б.

Бурильные головки ИСМ изготавливают типов С и Т для работы с керноприемными устройствами с несъемной колонковой трубой. Общий вид одной из конструкций приведен на рисунке 9.3, в.

Алмазные бурильные головки и характеристика горных пород.

Таблица 9.2 – Алмазные бурильные головки и соответствующие им характеристики горных пород.

Таблица 9.3 – Бурильные головки ИСМ и соответствующие им характеристики горных пород

Шарошечные бурильные головки.

Шарошечные бурильные головки изготавливаются с фрезерованным и твердосплавным вооружением типов СЗ, СТ, ТЗ, ТКЗ. Они предназначены для отбора керна в основном роторным способом бурения (или с приводомот низкооборотных забойных двигателей) в породах от средней твердости до твердых и крепких, в том числе абразивных).

1 — корпус; 2 — шарошка; 3 — ось съемная.

Рисунок 9.4 - Схема устройства бурильной голов­ки режущего действия типа МСЗ.

Бурильные головки состоят из внутренней и наружных секций с цапфами под шарошки и накладок на каждую внутреннюю шарошку. Сваркой между собой указанных деталей совместно с резьбовой обеспечи­вается требуемая прочность бурильных головок и бесконсольное крепление шарошек. Опоры шарошек представляют собой подшипники скольжения с наплавкой твердым сплавом для защиты от быстрого износа.

1 — муфта с присоединительной резьбой; 2 — корпус; 3 — шарошка

Рисунок 9.5 - Схема устройства бурильной го­ловки режуще-дробящего действия типа СЗ

Бурильные головки типа МСЗ — четырехшарошечные, типа СЗ — трехшарошечные, а типа ТКЗ с наружным диаметром 139,7 и 158,7 мм —пятишарошечные, 187,3 и 212,7 мм — шестишарошечные, а остальные — восьмишарошечные.

Бурильных головок, в том числе:

- алмазные безматричные - КАБ 119.5/67МС1 (МС2); КАБ 138Д/76МС1 (МС2); КАБ 163.5/89МС1 (МС2); КАБ 214,3/lOlMCl(MC2, МСЗ и МС4); КАБ 214,3/133MCI(MC2, МСЗ и МС4);

- лопастные режущего типа (безопорные) — К 119.5/67М; К 138,5/76; К 163.5/89М; К 214,3/101 М; К 214.3/133М;

- шарошечные -К 214.3/101ТЗ.

По требованию заказчиков могут быть разработаны бурильные голов­ки с другими видами вооружения породоразрушающих узлов.

Новые керноотборные устройства, в отличие от зарубежных аналогич­ных устройств, могут поставляться и применяться (по желанию потребите­лей) как с алмазными, так и с лопастными (безопорными режущего дейст­вия) или с шарошечными бурильными головками.

Разработчик и поставщик: ОАО НПО «Буровая техника».

Таблица 9.4 – Типы бурильных головок и резьбы конструкции ОАО НПО «Буровая техника»