Быстроизнашивающиеся составляющие конструкций в ГНБ установках

В ходе бурения скважин породоразрушающие механизмы постоянно подвергаются огромным силовым, абразивным и термическим нагрузкам. Катастрофическому износу режущего инструмента способствует сложность контроля его состояния в буровом канале на фоне высоких рабочих мощностей и неуправляемый перегрев (до 200°С). Свою лепту в преждевременное разрушение деталей вносит воздействие агрессивных сред. О том, какие из элементов в установках ГНБ относятся к расходным и, как минимизировать их повреждение, читаем далее.

faktori iznosa burilnogo instrumenta

Штанги

Одной из важных составляющих установки ГНБ является бурильная колонна, образуемая буровыми штангами (металлическими трубами). При передаче крутящего момента (КМ) и осевого давления (ОД) от основного агрегата на режущий инструмент, тягового усилия к расширителю и протягиваемой коммуникации, колонна испытывает колоссальные нагрузки (динамические, статические). Во избежание поломок штанг крайне важно не превысить изгиб их радиуса, а также допустимых показателей КМ и ОД. Эксплуатационный ресурс штанг около года.

buroviye shtangi

Интенсивный износ бурильных труб обусловлен трением, в особенности при разработке крепких грунтов. Поэтому перед производством буровых работ важно не только визуально осматривать эту часть оборудования, но и контролировать ее состояние с помощью аппаратных методов – ультразвукового, испытательного и др. При изменении геометрической формы, наличия дефекта металла и видимого износа элементы бурильной колонны отбраковываются.

Изнашивание неизбежно в резьбовом соединении буровых штанг из-за частого сворачивания и разворачивания комплектующих. Для уменьшения негативного воздействия высоких нагрузок замки покрываются защитной смазкой.

В буровых штангах ГНБ могут практиковаться сборно-разборные соединения, отличающиеся большей надежностью и простотой сборки. С ними колонны более маневренны и легко проходят небольшие повороты.

Режущий инструмент

Пилотный

Породу пробуривает бурильная головка или долото. Инструмент для черновых скважин классифицирован в зависимости от структуры почв для разработки. Гидромониторными долотами создаются каналы длиной 300-1000 мм и диаметром от 40 до 200 мм. Долотами с промывочной насадкой Ø1-10мм ведутся разработки рыхлых и мягких почв. Шарошечные прототипы с наличием гидромониторных насадок подходят для пород средней твердости и плотности. Твердосплавным буром сверлят каменистую породу.burilniye dolota

Глубина бурения, наклон и направление находятся под контролем зонда-излучателя, предусмотренного в конструкции буровой головки. Регулирование процесса бурения, в том числе и угла, обеспечивается буровой лопаткой передового бура. Она упрощает продвижение, повороты и выемку шлама. Несмотря на прочность лопаток из высококачественной закаленной стали, они являются самыми уязвимыми деталями ГНБ установок. Эксплуатационный ресурс ножей и лопаток в пределах 3-х месяцев.

buroviye lopatki

Расширяющий

Для увеличения черновой скважины на очередном этапе бурения задействуют расширители с учетом структуры грунтов:

  • цилиндрические риммеры с насадками - для мягких;
  • однозубые фрезы либо устройства с режущими кольцами (летучими резцами) - для более твердых;
  • раздвижные с твердосплавными шарошками - для каменистых.

Жесткость конструкции расширителей ГНБ способна выдерживать огромные нагрузки, с которыми сопряжено увеличение просвета канала. На продолжительность службы твердых лезвий-насадок определенным образом влияет правильный выбор диаметра скважины. Эксплуатационный ресурс расширителя составляет не меньше 4-х месяцев.rasshiriteli gnb

Роль промывочной жидкости в уменьшении износа бурового инструмента

Буровой раствор промывает скважину, удаляя из нее в отстойник измельченный шлам. Чем эффективнее очистка стволового канала, тем меньше изнашиваются бурильные трубы и головки. На качество удаления влияют, как свойства самого раствора, так и скорость циркуляции его между стенками канала и буровой трубой.

burovoy rastvor

Кроме повышения рабочего ресурса бурильного оборудования, за счет промывки увеличивается скорость проходки, что особенно важно для мягких разработок и пород средней твердости. Органические и комбинированные примеси в составе раствора образуют смазывающую эмульсию, которая уменьшает трение. А ингибиторы коррозии способствуют снижению агрессивной активности жидкости. Абразивность и коррозийные процессы являются врагами бурильного инструмента. Под влиянием этих факторов металл разрушается, что приводит к поломкам и непредвиденным авариям.

 

 

 

20.11.2021