Часть 2
Бурильные головки
Бурильные головки используются для отбора керна при бурении вращательным способом. Концептуально это те же самые долота, у которых в центральной части имеется сквозное отверстие, позволяющее формироваться столбику керна и перемещаться в керноотборный инструмент.
По типу выделяют – шарошечные, лопастные и алмазные бурильные головки. Лопастные алмазные головки можно категорировать по типу вооружения – стальное (лопасти без защиты), с наплавкой (лопасти с твердосплавным покрытием), с резцами (лопасти с резцами из твердого сплава или PDCтипа). Шарошечные бурильные головки различаются по форме и количеству шарошек. Количество шарошек от 4 до 8, а форма у них может быть – конусообразная (стандартная), цилиндрическая, чечевицеобразная. Алмазные долота отличаются по распределению вооружения и делятся на секторные и торцевые типы. Секторные более похожи на лопастной инструмент, поскольку опорная площадь долота у них не очень большая, а торцевые имеют плотный контакт с забоем.
Если говорить об области применения того или иного породоразрушающего инструмента, то она определяется типом горных пород. Известно, что шарошечный инструмент склонен к генерации вибраций, особенно при работе по твердым и крепким породам. Алмазные инструмент требует высоких частот вращения и неприемлем для использования по пластичным горным породам. Лопастной инструмент быстро выходит из строя при работе с крепкими и абразивными породами. Таким образом для выбора типа бурильной головки – предварительно необходимо проанализировать интервал, в котором будет вестись керноотбор.
Конструктивно бурильные головки состоят из следующих элементов:
- корпус – основная металлоконструкция, на которой располагается вооружение;
- режущая структура – тот элемент, на котором располагается вооружение – для шарошечных долот – шарошка размещенная на подшипниках на цапфе, для лопастного долота – это лопасть приваренная или выфрезарованная на теле инструмента, для алмазного долота – это сектора – выфрезерованные на корпусе инструмента.
- вооружение – это зубцы (фрезерованное вооружение) и зубки (вставное вооружение) для шарошечных долот, резцы или наплавка твердого сплава – для лопастных долот, матрица или импрегнированные алмазы – для алмазного инструмента. Тип вооружения и параметры определяется твердостью и абразивностью горной породы, в которой ведется отбор керна.
- подшипники – элементы, обеспечивающие вращение шарошки (для шарошечных долот);
- цапфа – ось, на которой вращается шарошка (для шарошечных долот);
- промывочные отверстия и окна – зоны, через которые к бурильной головке поступает промывочная жидкость и по которым она направляется в затрубное пространство;
- калибрующая поверхность – усиленная поверхность бурильной головки, которая защищает ее периферийную (боковую) часть от износа и. обеспечивает калибровку стенок скважины и столбика керна – поэтому у бурильной головки две калибрующих поверхности.