Долота режущего типа для геологоразведочного бурения
В предложенной статье приведено описание конструктивных особенностей долот режущего типа конструкций СКБ НПО «Геотехника», ИСМ и АО «Тульское НИГП», а также помещены результаты проведённых испытаний указанного инструмента.
 Ключевые слова: долото, бурение, породы, твёрдосплавная пластина, ск...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения |
|---|---|
| Дата: | 2017 |
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України
2017
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/134065 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Долота режущего типа для геологоразведочного бурения / В.И. Спирин, Ю.Е. Будюков, В.П. Онищин // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения: Сб. науч. тр. — К.: ІНМ ім. В.М. Бакуля НАН України, 2017. — Вип. 20. — С. 3-6. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860241152767164416 |
|---|---|
| author | Онищин, В.П. Будюков, Ю.Е. Онищин, В.П. |
| author_facet | Онищин, В.П. Будюков, Ю.Е. Онищин, В.П. |
| citation_txt | Долота режущего типа для геологоразведочного бурения / В.И. Спирин, Ю.Е. Будюков, В.П. Онищин // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения: Сб. науч. тр. — К.: ІНМ ім. В.М. Бакуля НАН України, 2017. — Вип. 20. — С. 3-6. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения |
| description | В предложенной статье приведено описание конструктивных особенностей долот режущего типа конструкций СКБ НПО «Геотехника», ИСМ и АО «Тульское НИГП», а также помещены результаты проведённых испытаний указанного инструмента.
Ключевые слова: долото, бурение, породы, твёрдосплавная пластина, скважина.
The article describes the design features of the drill bits cutting type designs SKB NPO «Geotechnica»,
ISM, u AO «TulNIGP», and also placed the results of testing the drill.
Key words: chisel, drilling, rocks, carbide insert, borehole.
У статті наведено опис конструктивних особливостей доліт ріжучого типу конструкцій
СКБ НВО «Геотехника», ІНМ і АТ «Тульське НІГП», а також описані результати проведених випробувань вказаного інструменту.
|
| first_indexed | 2025-12-07T18:29:58Z |
| format | Article |
| fulltext |
РАЗДЕЛ 1. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ ИЗ СВЕРХТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ
И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ПРИМЕНЕНИЯ
3
УДК 622.24.051.01.5
В. И. Спирин, Ю. Е. Будюков, доктора технических наук1
1АО «Тульское научно-исследовательское геологическое предприятие», Россия
В. П. Онищин, д-р. техн. наук2
2Санкт-Петербургский государственный горный институт им. В. Г. Плеханова, Россия
ДОЛОТА РЕЖУЩЕГО ТИПА ДЛЯ ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНОГО БУРЕНИЯ
В предложенной статье приведено описание конструктивных особенностей долот режущего
типа конструкций СКБ НПО «Геотехника», ИСМ и АО «Тульское НИГП», а также помещены
результаты проведённых испытаний указанного инструмента.
Ключевые слова: долото, бурение, породы, твёрдосплавная пластина, скважина.
Известно, что бурение геологоразведочных скважин в породах мягкой и средней крепости
не вызывает значительных затруднений. Большинство мягких пород легко разбуривается. Как
показывает практика бурения скважин, высокие проходки достигаются лопастными долотами
различных типов. К настоящему времени значительно возрос объем бурения геологоразведочных
скважин в мягких и средней крепости породах, поэтому появилась необходимость повышения не
только проходки на долото, но и механической скорости бурения. Также возрос объем бурения
сейсмических скважин на глубины, не превышающие 100 м.
Долота режущего типа применяются при бурении геологоразведочных скважин, в том
числе и гидрогеологических на небольшие и средние глубины с использованием облегченного
бурового оборудования, поэтому конструкции этих долот имеют определенные особенности [1].
Разработаны и выпускаются лопастные долота для геологоразведочного бурения двух
типов: М – для бурения скважин в мягких породах и МС – для бурения скважин в породах
средней крепости.
Лопастные режущие долота типа М предназначены для бурения скважин в породах до
IV категории буримости, представленных вязкими глинами, сланцами, суглинками и супесями
с примесью других пород. Для эффективного разрушения этих пород необходим глубокий срез
пласта забоя за каждый оборот долота при сравнительно небольшой осевой нагрузке.
В настоящее время выпускаются лопастные долота с калибрующим сектором, с
вогнутыми лопастями и с опережающим лезвием. Все эти конструкции имеют ряд
особенностей в вооружении и системе расположения промывочных отверстий. По требованию
заказчиков лопастные долота типа М могут оснащаться струйными или гидромониторными
насадками, изготовленными в соответствии с действующей нормалью.
В СКБ НПО «Геотехника» совместно с Институтом сверхтвердых материалов им. В. М.
Бакуля НАН Украины создано несколько конструкций лопастных долот режущего типа,
которые прошли промышленные испытания. Новые лопастные долота режущего типа 6ДР-
214МС, испытанные в объединении «Краснодарнефть», позволили получить [1] показатели,
значительно превышающие показатели шарошечных долот не только по проходке на долото,
но и по механической скорости (табл.1).
Таблица 1.Показатели бурения долотами режущего типа и шарошечными
Площадь и номер
скважины
Долото
Количество
долот
Пробу-
рено
всего, м
Затрачен-
ное время,
час
Средняя
проходка на
долото, м
Средняя
механичес-
кая скорость,
м/ч
1 2 3 4 5 6 7
Скв. 3, Витязево-
Анапская,
Скв. 213
Новодмитриевская
6ДР-
214МС
2 905,0 164,74 452,5 5,4
Выпуск 20. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ И МЕТАЛООБРАБАТЫВАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ – ТЕХНИКА
И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ
4
Окончание табл. 1
1 2 3 4 5 6 7
Скв.2. Витязево-
Анапская, Скв. 213
Ново-Дмитриевская
ДЗЛ-214
трёхло-
пастные
3 302,25 71,7 100,75 4,14
Трёхшаро-
шечные
серийные
13 546,65 164,71 42,05 3,36
В АО «Тульское НИГП» были разработаны ступенчатые долота типа ДСТ (рис. 1).
Техническая характеристика этих долот приведена в табл. 2.
Таблица 2. Техническая характеристика долот ДСТ
Были проведены сравнительные стендовые
испытания этих долот совместно с шарошечными долотами
трёхшарошечного типа при бурении по блоку известняка и
установлено, что применение долот режущего типа
эффективнее использования шарошечных долот: по
механической скорости бурения – на 40%, по удельному
износу – на 30%.
Важным является определение рациональной толщины
твёрдосплавной пластины в долотах режущего типа по
зависимости, найденной в АО «Тульское НИГП» [2]:
h
bmP
P
K
a
tg1
Ř
(1)
где a –толщина твёрдосплавной пластины, м;
h – глубина внедрения резца, м;
– коэффициент, определяемый по методике
В.Ф. Беспятного;
P – осевое давление на резец, Н;
m– количество резцов в долотах;
ŘP – тв. горной породы по штампу, МПа;
b – длина грани резца, м;
K – опытный коэффициент, определяемый по методике приведенной в [2];
– угол заострения резца, град.
Наименование
параметров
Значение параметров
ДСТ 93 ДСТ 112 ДСТ 132 ДСТ 154
Наружный диаметр,
мм
93 112 132 154
Высота, мм 174 195 209 254
Масса, кг 4,0 6,5 8 12,6
Присоединительная
резьба
3-50
ГОСТ 7918-75
3-63,5 ТУ 41-01-208-76
Рис. 1. Ступенчатое
долото режущего типа:
1- корпус, 2 – рабочий
торец, 3- твёрдосплавные
вставки
РАЗДЕЛ 1. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ ИЗ СВЕРХТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ
И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ПРИМЕНЕНИЯ
5
С учётом (1) определяется рациональная толщина твёрдосплавной пластины а долота
режущего типа.
За время t долото внедряется [2] на глубинуl
,hnmtl (2)
где n – частота вращения долота, с-1;
m – число резцов, шт.
Механическая скорость бурения выразится формулой
,hnm
t
lVm (3)
Таким образом, механическая скорость при бурении долотами режущего типа
пропорциональна углублению, количеству резцов и частоте вращения коронки.
Стендовые испытания буровых долот, армированных твёрдосплавными пластинами с
толщиной, рассчитанной по зависимости (1), проведённые в лабораторных условиях АО
«Тульское НИГП», выявили
повышенную
износостойкость пластин на
20–30% (по сравнению с
аналогами) при бурении
скважин.
Резцы в долотах в
вертикальной плоскости
могут располагаться [3]
вертикально, с наклоном в
сторону вращения коронки с
положительным передним
углом и наклоном против
направления вращения с
отрицательным передним
углом (рис. 2).
Положительный угол
обеспечивает повышение
скорости бурения в мягких
породах, а отрицательный в
твердых. В зависимости от
твердости горных пород изменяется и угол заострения резца.
Для бурения мягких пород I–IV категорий по буримости угол заострения его
принимается равным 45–500, а в породах V–VII категорий по буримости – 65. В некоторых
самозатачивающихся коронках угол заострения у резцов отсутствует, наибольшая стойкость
резца наблюдается при значении переднего угла резца равном 0. Результаты проведённых
исследований в АО «Тульское НИГП» позволили также усовершенствовать коронки
режущего типа для бурения на карьерах [4].
Исследования по совершенствованию долот режущего типа были проведены (Валигура
Н.С.) в АО «Московский Опытный завод буровой техники» (МОЗБТ), в результате которых
выявлены зависимости переднего угла и угла резания резцов от физико-механических свойств
буримых горных пород и на этой основе созданы долота С, СТ, ЛДП и другие и организовано
их мелкосерийное производство.
Сравнительно недорогие буровые долота режущего типа конструкции СКБ НПО
«Геотехника», АО «Тульское НИГП», АО «МОЗБТ» могут успешно конкурировать по
Рис. 2. Варианты расположения твёрдосплавных резцов
коронки:а- расположение резца с положительным
передним углом;б- передний угол =0; в – расположение
резца с отрицательным передним углом; г, д –
расположение угла в торце коронки; – угол резания;
– угол заострения; – угол поворота резца относительно
радиуса коронки
Выпуск 20. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ И МЕТАЛООБРАБАТЫВАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ – ТЕХНИКА
И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ
6
проходке и механической скорости с шарошечными долотами при бурении скважин (в том
числе гидрогеологических) на небольшие глубины (до 200–300 м) в мягких и средней
твёрдости породах, где более дорогие шарошечные долота не обеспечивают высоких
механических скоростей вследствие невозможности создания необходимых осевых нагрузок.
У статті наведено опис конструктивних особливостей доліт ріжучого типу конструкцій
СКБ НВО «Геотехника», ІНМ і АТ «Тульське НІГП», а також описані результати проведених
випробувань вказаного інструменту.
Ключові слова: долото, буріння, породи, твердосплавна пластина, свердловина.
SHAFT CUTTERS FOR GEOLOGICAL EXPLORATION
The article describes the design features of the drill bits cutting type designs SKB NPO «Geotechnica»,
ISM, u AO «TulNIGP», and also placed the results of testing the drill.
Key words: chisel, drilling, rocks, carbide insert, borehole.
Литература
1. Породоразрушающий инструмент для геологоразведочных скважин: справочник / Н. И.
Корнилов, В .С. Травкин, Л. К. Берестень, Д. И. Коган. – М.: Недра, 1979. – 359 с.
2. Будюков Ю. Е., Спирин В. И., Будюкова Т. Ю. Разрушение горной породы коронками
режущего типа при бурении скважин на карьерах // Современ. пробл. экологии: тез.
докл. VIII Междунар. науч.-техн. конф. под общ. ред. В.М. Панарина. – Тула:
Инновационные технологии, 2015. – 89 с.
3. Технология бурения разведочных скважин / А. Г. Калинин, В. И. Власюк,
О. В. Ошкардин, Р. М. Скрябин. – М.: Техника, 2004. – 526 с.
4. Отчёт по теме «Модернизация режущего породоразрушающего инструмента с целью
повышения его стойкости и механической скорости бурения взрывных скважин в
крепких породах на карьерах Тульской области» (за счёт гранта правительства
Тульской области в сфере науки и техники 2014 г.) / В. И. Спирин, Ю. Е. Будюков,
Н. Е. Борисов и др. – Тула, 2015. – 73 с.
Поступила 03.05.17
УДК 622.243
B. C. Liu1,2, C. Li2, S. Q. Liu2, X. Cao2
1State Key Laboratory of Superhard Materials, Jilin University, Changchun, Jilin, China
2College of Construction Engineering, Jilin University, Changchun Jilin, China
IMPROVING HEAT RESISTANCE OF POLYCRYSTALLINE DIAMOND COMPACT
CUTTERS WITH Co–Si–B BINDER FOR ROCK DRILLING
Polycrystalline diamond compact (PDC) cutters are widely utilized in oil and gas exploitation and
geological drilling works, as their excellent comprehensive properties. The cobalt as binders exists in PDC is
also the catalyst for diamond transforming into graphite under the high temperature, which will decrease the
thermal stability of PDC seriously. So it is necessary to improving the heat resistance of PDC for drilling
works. In this paper, PDC sintered with 10Co–3Si–1B binders had been prepared to decrease the content of
cobalt in PDC and improve the heat resistance by forming SiC and B4C. The thermo-gravimetric analysis (TG-
DSC) results indicated that the beginning of oxidizing temperature of well-sintered PDC with 10Co–3Si–1B
is up to 840℃, which improve the heat resistance significantly.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-134065 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 2223-3938 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T18:29:58Z |
| publishDate | 2017 |
| publisher | Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Онищин, В.П. Будюков, Ю.Е. Онищин, В.П. 2018-06-11T20:44:48Z 2018-06-11T20:44:48Z 2017 Долота режущего типа для геологоразведочного бурения / В.И. Спирин, Ю.Е. Будюков, В.П. Онищин // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения: Сб. науч. тр. — К.: ІНМ ім. В.М. Бакуля НАН України, 2017. — Вип. 20. — С. 3-6. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. 2223-3938 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/134065 622.24.051.01.5 В предложенной статье приведено описание конструктивных особенностей долот режущего типа конструкций СКБ НПО «Геотехника», ИСМ и АО «Тульское НИГП», а также помещены результаты проведённых испытаний указанного инструмента.
 Ключевые слова: долото, бурение, породы, твёрдосплавная пластина, скважина. The article describes the design features of the drill bits cutting type designs SKB NPO «Geotechnica»,
 ISM, u AO «TulNIGP», and also placed the results of testing the drill.
 Key words: chisel, drilling, rocks, carbide insert, borehole. У статті наведено опис конструктивних особливостей доліт ріжучого типу конструкцій
 СКБ НВО «Геотехника», ІНМ і АТ «Тульське НІГП», а також описані результати проведених випробувань вказаного інструменту. ru Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения Породоразрушающий инструмент из сверхтвердых материалов и технология его применения Долота режущего типа для геологоразведочного бурения Shaft cutters for geological exploration Article published earlier |
| spellingShingle | Долота режущего типа для геологоразведочного бурения Онищин, В.П. Будюков, Ю.Е. Онищин, В.П. Породоразрушающий инструмент из сверхтвердых материалов и технология его применения |
| title | Долота режущего типа для геологоразведочного бурения |
| title_alt | Shaft cutters for geological exploration |
| title_full | Долота режущего типа для геологоразведочного бурения |
| title_fullStr | Долота режущего типа для геологоразведочного бурения |
| title_full_unstemmed | Долота режущего типа для геологоразведочного бурения |
| title_short | Долота режущего типа для геологоразведочного бурения |
| title_sort | долота режущего типа для геологоразведочного бурения |
| topic | Породоразрушающий инструмент из сверхтвердых материалов и технология его применения |
| topic_facet | Породоразрушающий инструмент из сверхтвердых материалов и технология его применения |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/134065 |
| work_keys_str_mv | AT oniŝinvp dolotarežuŝegotipadlâgeologorazvedočnogobureniâ AT budûkovûe dolotarežuŝegotipadlâgeologorazvedočnogobureniâ AT oniŝinvp dolotarežuŝegotipadlâgeologorazvedočnogobureniâ AT oniŝinvp shaftcuttersforgeologicalexploration AT budûkovûe shaftcuttersforgeologicalexploration AT oniŝinvp shaftcuttersforgeologicalexploration |