🟢 Корпус – это основная часть шарошечного долота, которая определяет его внешний вид, возможность сопротивляться конструкционным нагрузкам и служит для размещения элементов соединения с бурильной колонной и породоразрушающих элементов.



🔵 Корпуса долот бывают двух видов: литой (цельнотельный) и сварной (состоящий из сегментов). Литой корпус изготавливается путем отливки в заранее подготовленную форму и последующей формовки и шлифовки. Сварной предполагает изготовление методом металлообработки отдельных частей корпус (чаще всего это комбинация лапы и соответствующего сектора корпуса, а затем его сварка). Отличить его можно по характерным сварным швам, но в современных долотах они нередко очень хорошо зашлифовываются.



🔵 Также имеет место понятие фрезерованный корпус – когда берется заранее подготовленная болванка и на станке с ЧПУ получает необходимую форму. В принципе в современных реалиях такой подход используется и при изготовлении элементов сварного корпуса.



🔵 Иногда в литературе можно встретить упоминания о кованных корпусах, но я думаю, что это скорее неверная трактовка понятия «литой».



🔵 Логично, что литой корпус является более прочным (если предположить отсутствие явных внутренних дефектов), но важно понимать, что процесс изготовления формы, отливки и дальнейшей обработки достаточно трудоемкий. Более экономически целесообразными выглядят фрезеровка и использование сварных конструкций.



🟠 Корпус долота с одной конца заканчивается резьбовым соединением. Чаще всего используется резьба ниппельного типа, но встречаются (обычно в бурильных головках шарошечного типа) и резьбы муфтового типа.



🟡 Противоположный конец корпуса венчается разветвлением из лап, на которых размещаются цапфы и вращающиеся на них шарошки. Количество лап определяется количеством шарошек долота.



❗️Также в корпусе высверливаются отверстия (обычно 3) для промывки (в случае, если рассматривается боковая или обратная) или формируется при сборке одно центральное отверстие (в случае, если разговор идет о центральной промывке). В редких случаях (при изготовлении долот больших диаметров) сегменты корпуса с промывочным отверстием изготавливается отдельно, а потом собираются вместе с лапами и свариваются.



❗️ В долотах с герметизированной системой смазки в корпусе (на каждой лапе) формируется углубление, куда эта система смазки (резервуар, уплотнения и т.п.) устанавливается при сборке.

Ссылка на ветку форума про породоразрушающие инструменты: https://forum.drill-info.com/showthread.php?tid=8&pid=166#pid166

🟢 Продолжая тему калибраторов для КНБК, стоит упомянуть про раздвижные версии. Правильнее их называть расширители-калибраторы. Основная их особенность заключается в том, что у них есть лопасти, которые могут выдвигаться из тела калибратора под действием какого-либо фактора (чаще всего – гидравлического).

📌Назначение таких калибраторов следующее – локальное расширение и калибровка ствола скважины – например, под «башмаком» обсадной колонны или на выходе из технологического «окна» (при зарезке боковых стволов). Также такой инструмент может применяться в компоновках для установки профильных перекрывателей для расширения ствола в месте их посадки.

В общем виде выделяют калибраторы двух принципов действия:

1️⃣Раздвижной калибратор, который активируется повышением давления в бурильной колонне, но не обеспечивает фиксацию лопастей – то, есть после снижения давления в бурильной колонне лопасти автоматически «утапливаются» в теле калибратора. Величина выдвижения лопастей такого калибратора зависит от их габаритов и создаваемого давления.

2️⃣Раздвижной калибратор, который активируется кратковременным повышением давления в бурильной колонне и фиксируется в положении с выдвинутыми лопастями (принцип «авторучки»). Величина выдвижения лопастей такого калибратора зависит от их габаритов и может фиксироваться, обычно, в трех положениях (корпус, малый диаметр, большой диаметр).

❗️Калибраторы данной категории могут выпускаться как с прямыми, так и со спиральными лопастями.

🟢Также необходимо упомянуть про роликовые стабилизаторы (калибраторы), которые используются для снижения контактных сил трения со стенками скважины за счет использования вращающихся роликов в лопастях (обычно их количество составляет – 3, а лопасти при этом имеют прямой профиль). Такие калибраторы необходимы для уменьшения сил трения, реактивного крутящего момента и профилактики дифференциальных прихватов. В целом, их идея не нова, поскольку они являются закономерным результатом развития шарошечных калибраторов. Если верить производителям, то существуют развижные версии роликовых калибраторов.

🟢 Безусловно, стоит упомянуть, про шарошечные калибраторы. На настоящий момент времени их в основном можно встретить только в горизонтально-направленном бурении (метод прокладки бестраншейных коммуникаций). Но изначально рассматривалась их применимость в строительстве скважин на нефть и газ. По сути они представляют собой цилиндрический корпус с приваренными лапами с вращающимися шарошками. Их низкое распространение в отрасли возникло из-за достаточно грубого контакта со стенками скважины, что провоцирует наведение сильных вибраций, которые сказываются на эффективности бурения и снижают ресурс опорных узлов самого калибратора.

Ссылка на ветку форума со статьями про калибраторы: https://forum.drill-info.com/showthread.php?tid=15&pid=203#pid203A

❗️Стоит разобраться в вопросе, как влияет осевая нагрузка на механическую скорость проходки и что ее ограничивает (ведь невозможно сколь угодно много «грузить» долото).

🟢В общем виде, выделяют несколько этапов влияния осевой нагрузки на механическую скорость проходки:

1️⃣Этап поверхностного разрушения, когда осевая нагрузка недостаточна для полноценного внедрения резцов (зубков) в горную породу – по факту это обеспечивает истирающий способ разрушения. Другими словами, при использовании алмазного породоразрушающего инструмента (матричного или импрегнированного типа), принцип работы которого также основан на истирающем способе разрушения, использование даже незначительных осевых нагрузок может привести к эффективному разрушению.

2️⃣ Этап усталостного разрушения, когда осевая нагрузка достаточна для того, чтобы в несколько циклов воздействия производить разрушение горной породы на величину вооружения. То есть, порода испытывает циклическую нагрузку от вооружения и постепенно разупрочняется, а затем происходит этап хрупкого разрушения.

3️⃣ Этап объемного разрушения, когда осевая нагрузка обеспечивает внедрение вооружения на определенную глубину (зависит от площади контакта вооружения и горной породы, величины вооружения, твердости горной породы и осевой нагрузки) и приводит к разрушению за 1 цикл воздействия.



🟢От первого этапа к третьему логично представить, что осевая нагрузка будет возрастать для обеспечения описанных условий. Таким образом, первоначально можно сделать вывод, что осевая нагрузка влияет на механическую скорость бурения почти прямопорционально. Но это не так. Есть ограничивающие факторы.

1️⃣ Прочность долота – механическая прочность долота и вооружения – то есть эта такая величина осевой нагрузки, при которой долото разрушится, либо будет подвержено очень сильному износу. Такие осевые нагрузки фактически недостижимы по причине нижеследующего фактора.

2️⃣ Жесткость бурильной колонны – с увеличением осевой нагрузки возрастают боковые силы и сжимающие нагрузки на бурильную колонну, которые могут привести к потере устойчивости инструмента, формированию синусоидального, а затем спирального изгиба. В этом случае дальнейшее увеличение осевой нагрузки (разгрузка) на забой нецелесообразна, поскольку она будет передаваться уже не на долото, а на стенки горной породы.

3️⃣ Величина вооружения долота – как было сказано выше это один из показателей, влияющих на глубину внедрения в породу наряду с ее твердостью и площадью контакта с вооружением. Логика в том, что при увеличении осевой нагрузки будет происходить постепенное углубление вооружения в горную породу, что приведет к увеличению механической скорости проходки. Но когда вооружение погрузится полностью в горную породу – эффективность создания осевой нагрузки снизится, поскольку площадь контакта между породой и долотом будет определяться не пятном контакта под вооружением, а общей площадью торцевой поверхности долота. Другими словами, закономерно увеличивать осевую нагрузку до момента полного погружения вооружения в горную породу.

4️⃣ Мощность привода долота – она определяет возможность создания требуемого крутящего момента при действующей осевой нагрузке, то есть мощность привода должна обеспечивать превышение реактивного крутящего момента со стороны горной породы. В противном случае долото просто не будет вращаться.

Ссылка на ветку форума про режим бурения: https://forum.drill-info.com/forumdisplay.php?fid=5Most