Когда следует вывести сверло из эксплуатации: четыре признака того, что оно изношено, и два показателя, которые это доказывают.
Знать, когда нужно вынуть буровое долото, не так просто, как кажется. Долота обычно не выходят из строя катастрофически — они изнашиваются постепенно, и это изнашивание легко объяснить. "Оно всё ещё режёт.дддххх "Ещё несколько метров.дддххх "Здесь порода твёрже."И с каждым метром, на который вы продвигаете изношенное долото дальше точки его выхода из строя, вы тратите больше топлива, больше на износ буровой штанги и переходника хвостовика, и больше на неизбежный простой, когда долото окончательно выйдет из строя посреди скважины.
Вот как понять, что работа завершена — не по интуиции, а по измеримым сигналам и конкретным цифрам.
Сигнал первый: Скорость проникновения резко падает.
Самый очевидный признак износа бурового долота — тот, который легче всего проигнорировать. Долото, которое раньше прокладывало метр в минуту, вдруг стало работать девяносто секунд. Потом две минуты. Затем оператор увеличивает давление подачи, скорость проходки продолжает падать, и все начинают винить породу, а не долото.
Простое правило: в одном и том же пласте, на одном и том же буровом станке, с одинаковыми параметрами, если время бурения скважины увеличивается более чем на 30%, значит, долото изношено. Не порода изменилась. Не буровой станок устал. Долото. Вытащите его и посмотрите.
Вот что происходит на режущей поверхности: по мере износа твердосплавных вставок площадь их контакта с породой увеличивается — у острого элемента контактная поверхность небольшая, у изношенного — широкая и плоская. Большая площадь контакта означает меньшее контактное давление при той же силе подачи, а это значит, что каждый удар совершает меньше работы по разрушению породы. Долото больше не режет. Оно трётся. А трение генерирует тепло, которое ускоряет износ, что увеличивает площадь контакта и ещё больше снижает глубину проникновения. Это порочный круг, который отражается на показаниях часов.
Сигнал второй: Отверстия больше не круглые.
Изношенный калибровочный ряд на сверле не просто уменьшает диаметр отверстия — он делает отверстие неровным. Сверло начинает смещаться, потому что калибровочные вставки, которые должны удерживать его по центру отверстия, изношены до состояния плоской поверхности, и сверло, по сути, блуждает внутри увеличенной, некруглой полости, созданной им самим.
Вы увидите это по шламу: больше крупных фрагментов, меньше мелких осколков, потому что долото отламывает породу от стенки, а не чисто срезает ее на поверхности. Вы услышите это в работе буровой установки: более грубый, нерегулярный ритм ударов, когда долото застревает и отрывается от неровной стенки скважины. И вы почувствуете это в работе штанги: повышенная вибрация и периодическое заедание, когда штанга изгибается внутри неровной скважины.
При бурении в промышленных масштабах неровная скважина – это не просто проблема качества. Это означает, что следующему буровому долоту, входящему в эту скважину, придётся расширять её, преждевременно изнашивая собственный калибровочный ряд. Одно изношенное долото, прошедшее точку выхода из строя, может повредить следующее долото ещё до того, как оно достигнет забоя.
Сигнал третий: Звук буровой установки не соответствует действительности.
Опытные бурильщики определяют состояние буровых долот по звуку. Острое долото издает четкий высокочастотный треск при каждом ударе — звук эффективной передачи энергии для разрушения породы. Изношенное долото издает более глухой, низкочастотный глухой звук — звук удара металла о металл, поскольку твердосплавные вставки больше не могут проникать в породу.
Поскольку твердосплавные вставки изнашиваются неравномерно — а это происходит почти всегда, потому что калибровочный ряд изнашивается быстрее, чем торцевой — долото начинает слегка качаться при каждом ударе. Это качание вызывает характерный металлический скрежет, вибрационный рисунок, меняющийся от удара к удару, и ритм ударов, который становится нерегулярным. Долото перестает плотно прилегать ко дну отверстия, и каждый удар, нанесенный не по центру, посылает ударные волны вбок в буровую штангу и обратно в переходник хвостовика.
Четвертый сигнал: Машина работает усерднее, но получает меньший результат.
Изношенное долото заставляет всю буровую колонну работать с большей нагрузкой. Давление подачи, необходимое для поддержания хоть какого-то проходческого отрезка, постепенно возрастает. Момент вращения увеличивается, поскольку долото изо всех сил пытается поддерживать обороты, преодолевая повышенное трение. Температура гидравлического масла повышается, потому что система рассеивает энергию в виде тепла, а не в виде разрушения породы. Расход топлива возрастает.
Все это измеримо. Если ваша буровая установка оснащена системой регистрации данных, сравните давление подачи, момент вращения и скорость проходки текущего долота с новым долотом в том же пласте. Тенденции покажут вам, когда долото перешло из состояния износа, но работоспособности, в состояние, когда оно начинает приносить вам убытки.
Если в вашей буровой установке нет системы регистрации данных, вы это почувствуете. Бур будет сильнее нагреваться. Органы управления станут тяжелее. Переключение передач будет казаться дольше. Поверьте этому. Машина знает, что сверло готово, даже когда оператор не хочет в это верить.
Два числа, которые разрешают спор.
Когда субъективных сигналов недостаточно — или когда кто-то утверждает, что бит еще жив — вот конкретные цифры:
Для крестообразных и долотообразных сверл: измерьте площадь износа твердосплавной пластины. Если площадь износа любой пластины превышает 3 миллиметра, сверло изношено. Три миллиметра — это пороговое значение, при котором эффективность резания резко падает, а тепловыделение начинает ускорять износ пластины. Не 3,5. Не близко к 3. Три.
Для буровых долот с кнопочным креплением: измерьте оставшийся твердосплавный выступ. Если какой-либо кнопочный элемент износился до менее чем двух третей своей первоначальной высоты — то есть, если отсутствует более одной трети вставки — долото непригодно для использования. Также: если какой-либо кнопочный элемент треснул, откололся или отсутствует, долото непригодно для использования независимо от результатов измерений износа. Треснувший кнопочный элемент отколется и выйдет из строя катастрофически, а возникающий контакт стали с породой может разрушить корпус долота.
Это полевые измерения. Проверка штангенциркулем или измерителем износа занимает тридцать секунд. Напишите цифры на корпусе долота маркером, когда оно новое, чтобы у вас была отправная точка для сравнения.
При замене сверла проверьте, что находится над ним.
Изношенное долото не просто изнашивается само — оно изнашивает все, что к нему подключено. При извлечении изношенного долота осмотрите резьбовое соединение буровой штанги. Долото, качающееся в скважине, передавало неравномерные нагрузки на резьбу штанги, ускоряя усталость материала. Проверьте переходник хвостовика на наличие следов удара со смещением — полированное кольцо вокруг ударной поверхности, которое шире с одной стороны, чем с другой, означает, что долото вращалось криво, и поршень ударял не по оси. Замените штангу или хвостовик, если они повреждены, потому что установка нового долота на изношенный инструмент — это просто медленный износ нового долота.
