ТОВ “ДОЛОТА” - логотип
+38 (093) 333-22-12






    Шарошкові долота: новини, статті та огляди

    Новини, технічні огляди та класифікація шарошкових доліт

    Розділ «Шарошкові долота» на інженерному порталі Dolota.ua присвячений конструктивним особливостям, металургії, кінематиці роботи та експлуатаційним режимам тришарошкових доліт (Tricone Roller Cone Bits). Шарошковий інструмент дробляче-сколюючої та ріжуче-сколюючої дії залишається базовим стандартом для спорудження глибоких свердловин на воду, нафтогазових горизонтів і вибухових свердловин у породах від м'яких пластичних суглинків до надтвердих абразивних кварцитів і гранітів (категорії IV–XII за буримістю). У публікаціях зібрано прикладні інструкції з дешифрування кодів IADC, підбору підшипникових вузлів, балансування параметрів промивки та методів оцінки зносу забою.

    Ключові інженерні аспекти вибору та класифікації шарошкових доліт

    1. Класифікація за міжнародним кодом IADC

    Стандартизована 4-значна система International Association of Drilling Contractors класифікує долота за серією (тип породи), типом (твердість усередині серії), підшипниковою опорою та додатковими конструктивними особливостями. Перша цифра позначає тип озброєння та клас породи (1–3 для фрезерованого сталевого зуба; 4–8 для твердосплавних вставок TCI), друга — підклас твердості (1–4), третя — конструкцію опорного підшипника (1–7).

    2. Конструкція підшипникових опор (Roller vs Journal Bearing)

    Відкриті роликові підшипники (Non-Sealed Roller Bearing): економічне рішення для неглибокого буріння свердловин на воду з охолодженням промивною рідиною або повітрям. Герметичні опори ковзання (Sealed Journal / Friction Bearing): преміальні підшипники з фторкаучуковими радіальними кільцями, компенсатором тиску мастила та срібними антифрикційними вкладками цапфи, що витримують екстремальні питомі навантаження та температури забою понад 120–150 °C.

    3. Тип породоруйнівного озброєння (Mill Tooth проти TCI)

    Фрезерований сталевий зуб (Mill Tooth): зуби вифрезеровуються з тіла кованої шарошки зі сталі 20ХН3А з наступним наплавленням ріжучих граней гранульованим релітом; оптимальні для м'яких пластичних пластів. Твердосплавні вставки (TCI — Tungsten Carbide Inserts): штифти з карбіду вольфраму клиноподібної, конічної або сферичної форми, запресовані в тіло шарошки; розраховані на розкриття твердих і надтвердих абразивних порід.

    4. Гідродинамічна схема промивання забою (Jet Circulation)

    Конфігурація вихідних струменів безпосередньо впливає на показник механічної швидкості (ROP). Сучасні тришарошкові долота оснащуються трьома боковими змінними гідромоніторними соплами з карбіду вольфраму, які направляють швидкісні струмені розчину в зону випереджального сколювання породи та очищують вінці шарошок від налипання шламу.

    Класифікація шарошкових доліт за шкалою IADC

    Співвідношення типу озброєння, категорії гірських порід та конструкції опор шарошок:

    Діапазон кодів IADC Тип озброєння Цільові гірські породи Рекомендований тип опори
    IADC 111 – 131 Сталевий фрезерований зуб (довгий крок) М'які глини, піски, суглинки, мергелі 1 — стандартний відкритий ролик
    IADC 211 – 241 Сталевий фрезерований зуб (середній крок) Середні сланці, щільні вапняки, крейда 1 — відкритий ролик / 4 — герметичний ролик
    IADC 437 – 517 Твердосплавний зуб TCI (клиноподібний) М'які абразивні пісковики, доломіти 7 — герметична опора ковзання (Journal Bearing)
    IADC 537 – 637 Твердосплавний зуб TCI (конічний) Тверді вапняки, доломіти, аргіліти 7 — Journal Bearing + захист калібру
    IADC 737 – 837 Твердосплавний зуб TCI (напівсферичний) Надтверді кварцити, граніти, базальти 7 — високоміцна герметична опора ковзання

    Часті запитання

    Як розшифрувати тризначний код IADC для шарошкового долота?
    Перша цифра вказує на тип матеріалу зубців та твердість породи (1–3 — фрезеровані сталеві зуби від м'яких до твердих порід; 4–8 — твердосплавні вставки TCI від м'яких до екстремально твердих). Друга цифра (від 1 до 4) визначає ступінь твердості пласта всередині обраної групи. Третя цифра класифікує конструкцію опорного вузла (1 — відкритий роликовий підшипник, 2 — відкритий ролик під продувку повітрям, 3 — відкритий ролик із захистом калібру, 4–5 — герметичний роликовий підшипник, 6–7 — герметична опора ковзання Journal Bearing).
    У чому перевага герметичних опор ковзання (Journal Bearing) над роликовими?
    Опори Journal Bearing замінюють ролики на прецизійно притерту радіальну пару тертя з високим контактним сектором, покриту сплавами срібла або бронзи. Вузол повністю герметизований еластомірним сальником і забезпечений вбудованим резервуаром мастила з діафрагмою вирівнювання тиску. Це виключає контакт підшипника з буровим шламом і дозволяє витримувати на 40–50% вищі осьові навантаження без ризику руйнування тіл кочення.
    Як збалансувати осьове навантаження (WOB) та швидкість обертання (RPM)?
    Для м'яких порід (сталевий зуб) застосовують менше осьове навантаження (0.5–1.0 т на дюйм діаметра долота) та високу швидкість обертання (80–140 об/хв). Для твердих і міцних порід (долота TCI) режим кардинально змінюють: осьовий тиск збільшують до 1.5–2.5 т на дюйм для забезпечення динамічного сколювання, а частоту обертання знижують до 40–60 об/хв для захисту підшипників від термічного руйнування.
    Як оцінюється знос шарошкового долота за системою IADC Dull Grading?
    Знос оцінюється за 8-позиційним кодом: знос внутрішніх вінців зубів (I), знос периферійних вінців (O), характер пошкодження ріжучої структури (D — сколи, тріщини, заминання), локалізація зносу (L), стан підшипникових опор (B — за шкалою від 0 до 8 або E/F для герметичних сальників), знос калібру за шаблоном (G — в 1/16 дюйма), інші причини зняття (O) та причина завершення рейсу (R).