Как выбрать шарошечное долото под вашу породу

Сначала порода, потом каталог

Самая дорогая ошибка при бурении водозаборных и геотехнических скважин — покупать долото под установку, а не под породу. Долото, идеально работающее в силезском песчанике, будет разрушено за три часа в баварском граните, а долото для твёрдых пород в мягком мергеле просто заполирует ствол, вместо того чтобы его резать. Прежде чем сравнивать цены, запишите, что именно вы собираетесь бурить.

Если есть геологический разрез соседней скважины — используйте его. Если нет, спросите буровиков, работающих в этом районе: твёрдость пород — это местное знание, и на большей части Польши, восточной Германии и северной Болгарии первая сотня метров значительно мягче, чем принято считать.

Стальные зубья или твердосплавные зубки

Долота со стальными фрезерованными зубьями имеют длинные острые зубья, нарезанные прямо на шарошке и наплавленные твёрдым сплавом. Они скалывают и скребут — именно то, что нужно в глине, песке, мергеле, мелу и мягком аргиллите. В мягких породах это самый дешёвый вариант в пересчёте на метр, и бурят они быстро, потому что длинный зуб глубоко внедряется уже при небольшой осевой нагрузке. Слабое место — абразивный износ: в кварцевом песчанике наплавка срабатывается, и зубья быстро округляются.

Долота TCI несут запрессованные твердосплавные зубки вместо фрезерованных зубьев. Зубки дробят породу, а не скалывают её, гораздо лучше сопротивляются абразиву и дольше держат диаметр. Применяйте их в твёрдом песчанике, известняке, доломите, базальте, граните и везде, где чередуются твёрдые и мягкие пропластки. Они дороже, но выдерживают породы, которые уничтожают долото со стальными зубьями за один спуск.

Форма зубка важнее, чем думает большинство покупателей: длинные клиновидные зубки — для мягких и средних пород, короткие сферические или конические — для твёрдых и абразивных. Если поставщик не может назвать геометрию вооружения, это информация о поставщике.

Открытая или герметизированная опора

Долото с открытой опорой смазывает подшипники самим буровым раствором. Это допустимо при низких оборотах и небольшой глубине и делает долото дешёвым — стандартный выбор для неглубоких скважин на воду с промывкой или продувкой.

Долото с герметизированной опорой работает в резервуаре со смазкой за эластомерным уплотнением. Ресурс опоры заметно выше, и это решающий фактор, когда скважина глубокая, спуско-подъёмная операция дорогая или вы работаете на повышенных оборотах. С учётом того, во что обходится один спуск-подъём на глубине 200 м, уплотнение окупается уже при первом предотвращённом оставлении шарошки.

Оставление шарошки — главный риск. Разрушенная опора оставляет шарошку на забое, а ловильные работы в стволе 215,9 мм стоят дороже целого долота.

Диаметр, резьба и калибр

Подбирайте диаметр под конструкцию скважины, а не только под насос: кольцевое пространство должно выносить шлам и вмещать гравийную обсыпку. Ходовые размеры нашего склада — 120,6, 139,7, 152,4, 165,1, 190,5, 215,9, 244,5, 250,8, 311,1 и 444,5 мм — соответствуют распространённым в Европе обсадным колоннам.

Затем проверьте резьбу. Большинство долот для водозаборных скважин используют ниппель API Regular (2 3/8, 2 7/8, 3 1/2, 4 1/2, 6 5/8 и 7 5/8 API Reg), а установки советской конструкции — метрический ряд З-50. Переходник стоит несравнимо меньше потерянного бурового дня, поэтому держите его под каждое возможное сочетание.

Практическое правило

• Мягкие рыхлые породы, малая глубина: стальные зубья, открытая опора.
• Мягкие и средние до ~150 м: стальные зубья, герметизированная опора.
• Средние и твёрдые, абразивные: TCI, герметизированная опора.
• Очень твёрдые, низкая механическая скорость: TCI с короткими коническими зубками, герметизированная опора — и лучше снизить обороты, чем добавить нагрузку.

Типичные ошибки

Недостаточная осевая нагрузка вреднее избыточной: зубья скользят по породе и полируют её, вооружение засаливается, и долото изнашивается, не пробурив ни метра. И наоборот, не держите тупое долото на забое ради экономии — потери на низкой скорости проходки дороже нового долота.

Сохраняйте поднятые долота и осматривайте их. Износ вооружения, потеря калибра, негерметичность уплотнения и характер износа спинок лап — каждый признак говорит своё о том, что покупать в следующий раз. Фотографировать каждое отработанное долото и привязывать снимок к разрезу — самое дешёвое инженерное исследование, которое вы можете провести.