Шарошечное долото

Шарошечное долото — это буровое долото , используемое для бурения горных пород и имеющее 2 или 3 абразивных вращающихся конуса, которые разбивают породу и осадки при их трении. Шарошечные долота обычно используются при бурении нефти и газа . Струя воды, протекающая через долото, размывает породу в виде шлама.

История

Оригинальная патентная заявка Хьюза на шарошечные долота в 1908 году.

Нефтяной бум на юге США в начале 20 века привел к необходимости более эффективных буровых долот для бурения скважин. После фонтанного фонтана Spindletop Говард Р. Хьюз-старший осознал растущий спрос на нефть и неэффективность стандартного долота «рыбий хвост» при работе с более твердыми горными породами. Первый патент на шарошковое долото был выдан американскому бизнесмену и изобретателю Говарду Хьюзу-старшему в 1909 году. Он состоял из двух взаимосвязанных шарошек. Американский бизнесмен Уолтер Бенона Шарп очень тесно сотрудничал с Хьюзом в разработке долота. Успех этого сверла привел к основанию компании Sharp-Hughes Tool . В 1933 году два инженера компании Hughes, одним из которых был Ральф Нойхаус, изобрели трехшарошечное долото с тремя шарошками. Патент Хьюза на трехшарошечное долото действовал до 1951 года, после чего аналогичные долота начали производить другие компании. Однако в 2000 году Хьюз по-прежнему владел 40% мирового рынка буровых долот.

Говард Хьюз-старший, разработчик первой шарошечной долота

Дизайн

Шарошечные долота характеризуются использованием вращающихся конусов в головке, а не типичной для большинства буровых долот конструкции шнекового типа. Твердость горных пород является одним из определяющих факторов, принимаемых во внимание при выборе подходящего бура. Режущая структура долот варьируется в зависимости от горной породы. Более мягкие пласты бурят шарошечным долотом с широко расставленными длинными выступающими зубьями. В то время как более твердые породы бурят долотами с более близкими расстояниями и более короткими зубьями. Шарошечные долота универсальны и могут прорезать многие типы пластов. Конусы с обработанными головками используются в тех случаях, когда износ зубьев коронки незначителен. Эти биты обычно изготавливаются из стали и имеют более крупные и агрессивные зубья. С другой стороны, конусы с вольфрамовыми вставками используются в условиях сильного износа, когда предпочтительно заменять только вставки, а не все сверло. У них также, как правило, зубы меньшего размера.

Буровые долота — это приспособления, которые добавляются к концу бурильной колонны для выполнения резки, необходимой для проникновения во многие слои горных пород между поверхностью Земли и резервуарами нефти/газа. После того как скважина пробурена, можно вставить соответствующие обсадные трубы для герметизации ствола скважины.

Сверло Hughes Simplex Dual Cone оригинального дизайна

Биты далее классифицируются в зависимости от их внутренних подшипников . Каждое долото имеет три вращающихся конуса, каждый из которых во время бурения вращается вокруг своей оси. Пока долота закреплены на буровых установках, бурильная труба будет вращаться по часовой стрелке, а шарошки - против часовой стрелки. Каждый роликовый конус вращается вокруг своей оси с помощью подшипника. Опять же, подшипники подразделяются в основном на три типа: долота для открытых подшипников, долота для закрытых подшипников и долота для подшипников скольжения .