Алмазное долото PDC11 З-63.5 в Минске

Алмазное долото PDC11 З-63.5: конструкция и область применения

Алмазное долото PDC11 З-63.5 — это матричное буровое долото с поликристаллическими алмазными резцами (PDC), оснащённое присоединительной резьбой 3-63,5 (ГОСТ 28487, замок З-63,5). Инструмент предназначен для сплошного бурения вертикальных и наклонных скважин в породах средней твёрдости и абразивности. Конструктив PDC11 относится к классу лопастных долот с промывочными каналами, обеспечивающими прямой гидромониторный сброс бурового раствора на забой.

Корпус долота изготовлен методом порошковой металлургии из карбидо-вольфрамовой матрицы, что обеспечивает высокую эрозионную стойкость при промывке абразивосодержащими растворами. Резцы PDC11 — это пластины из поликристаллического алмаза на подложке из карбида вольфрама, закреплённые в матрице методом пайки. Такая схема крепления выдерживает ударные нагрузки при прохождении интервалов с переслаиванием пород по твёрдости.

Технические характеристики и геометрия

Долото PDC11 З-63.5 имеет диаметр 63,5 мм (2,5 дюйма), что относит его к разряду малогабаритных буровых инструментов. Геометрия лопастей — шестилопастная схема с отрицательным передним углом установки резцов, что повышает стойкость алмазных пластин к сколам при работе в перемежающихся по твёрдости породах. Калибрующая поверхность армирована дополнительными резцами и твердосплавной обмазкой для поддержания номинального диаметра скважины на протяжении всего рейса.

Присоединительная резьба З-63,5 — ниппельная, коническая, с шагом 4,23 мм, рассчитанная на работу с бурильными трубами диаметром 50,3 мм. Крутящий момент передаётся через замковое соединение, что исключает проворот долота при высоких нагрузках на забой. Промывочные узлы — два боковых насадка и центральный канал, суммарная площадь сечения которых подобрана для обеспечения скорости восходящего потока 0,5–0,8 м/с при подаче насоса 3–6 л/с.

Режимы бурения и совместимость

Оптимальная частота вращения для PDC11 З-63.5 составляет 200–400 об/мин при осевой нагрузке 8–20 кН. Инструмент эффективно работает с роторным и винтовым забойным двигателями, а также при бурении с верхним приводом. Для геологоразведочного бурения допускается использование колонкового набора с керноприёмной трубой при условии установки долота в компоновку низа бурильной колонны (КНБК) с центратором.

Области применения инструмента:

• геологоразведочное бурение скважин на твёрдые полезные ископаемые;
• инженерно-геологические изыскания при строительстве;
• бурение взрывных скважин на открытых горных работах;
• сооружение водозаборных скважин малого диаметра;
• бурение под анкерное крепление в подземном строительстве.

Сравнение с шарошечными долотами

В отличие от шарошечных долот типа Ш-63,5, PDC11 З-63.5 не имеет подвижных элементов, что снижает риск аварий, связанных с выпадением шарошек и потерей вооружения. Механическая скорость проходки в аргиллитах, алевролитах и плотных известняках на 30–50% выше при сопоставимой стойкости. Однако в породах с включениями кварца и кремнистых прослоев применение PDC-долота ограничено из-за риска ударного разрушения алмазных пластин.

Критерии выбора и эксплуатационные ограничения

При выборе PDC11 З-63.5 необходимо учитывать категорию буримости пород (IV–VII по классификации ВИТР) и абразивность. Для пород с коэффициентом абразивности выше 15 мг рекомендуется снижать частоту вращения до 200–250 об/мин и увеличивать подачу промывочной жидкости для улучшения охлаждения резцов. Контроль износа ведётся по трём зонам: периферийные резцы, калибрующая поверхность и центральная часть матрицы. Допустимый износ по высоте резца — не более 60% от первоначального размера.

Инструмент поставляется с паспортом, в котором указаны фактические геометрические параметры, результаты контроля твёрдости матрицы и данные балансировки. Перед спуском в скважину обязательна проверка присоединительной резьбы калибром и опрессовка промывочных каналов на стенде.

Вопросы и ответы