Буровое долото
Полезная модель относится к нефтяной и газовой промышленности, а именно к буровому инструменту, в частности к буровым долотам. Буровое долото содержит корпус и соединенный с ним породоразрушающий элемент с режущими вставками, наружная поверхность которого в пространстве между режущими вставками выполнена с покрытием в виде напыленного высокоскоростным газопламенным методом слоя на основе порошка, включающего карбид вольфрама на связке из кобальта или сплава кобальта с хромом, причем покрытие выполнено с пропиткой раствором фторсодержащих поверхностно активных веществ. Предлагаемое покрытие позволяет повысить эффективность работы и ресурс бурового долота.
Полезная модель относится к нефтяной и газовой промышленности, а именно к буровому инструменту, в частности к буровым долотам.
Буровые долота предназначены для разрушения горной породы на забое скважины и различаются по принципу действия на лопастные, шарошечные и алмазные долота.
Основными элементами всех буровых долот являются: корпус, имеющий в верхней части резьбу для присоединения к колонне бурильных труб или погружному двигателю, промывочные устройства и породоразрушающие элементы.
Известно буровое долото, содержащее породоразрушающий элемент в виде шарошки с коническим корпусом, выполненным с покрытием на его внешней поверхности и жестко соединенные с корпусом режущие вставки в виде фрезерованных зубьев. Покрытие выполнено в виде напыленного высокоскоростным газопламенным методом слоя на основе порошка, включающего карбид вольфрама на связке из кобальта или сплава кобальта с хромом (Патент РФ №53354, 2006 г.).
Несмотря на то, что известное покрытие обладает высоким уровнем прочностных и коррозионных свойств и является мелкопористым, на практике все же имеет место проникновение агрессивных компонентов среды сквозь поры покрытия и образование подпленочной коррозии.
Кроме того, при использовании алмазных долот, у которых породоразрушающие элементы - алмазные или корундовые включения, например, в виде штырей с режущей кромкой или в виде малых сфер, вмонтированных в головку корпуса, высоковязкие глины налипают на корпус долота, забиваясь в пространства между штырями или сферами, что существенно снижает эффективность процесса бурения.
Задачей, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является повышение эффективности процесса бурения, за счет придания
гидрофобного эффекта защитному покрытию на поверхности корпуса долота, а также повышения коррозионной устойчивости покрытия.
Задача решается тем, что в буровом долоте, содержащем корпус и соединений с ним породоразрушающий элемент с режущими вставками, наружная поверхность которого в пространстве между режущими вставками выполнена с покрытием в виде напиленного высокоскоростным газопламенным методом слоя на основе порошка, включающего карбид вольфрама на связке из кобальта или сплава кобальта с хромом, покрытие выполнено с пропиткой раствором фторсодержащих поверхностно активных веществ.
Выполнение покрытия наружной поверхности породоразрушающего элемента долота с пропиткой раствором фторсодержащих поверхностно активных веществ обеспечивает образование на поверхности покрытия и в порах тонкой (около 30-50 А) пленки, обладающей высокими гидрофобными свойствами и рядом других положительных свойств, в том числе способностью противостоять налипанию высоковязких пород.
В качестве примеров выполнения бурового долота на фиг. представлено алмазное долото, а на фиг.2 - шарошечное долото.
Буровое долото содержит корпус 1 и породоразрушающий элемент 2, выполненый, например, в виде полусферической головки с фрезерованными выемками 3 для циркуляции промывочного агента, оснащенную режущими вставками 4, представляющими собой вмонтированные в головку алмазные или корундовые включения (фиг.1), или шарошки с корпусом 5, и жестко соединенными с ним режущими вставками 6 в виде зубьев (фиг.2).
На наружную поверхность полусферической головки или корпуса 5 шарошки в пространстве 7 между режущими вставками 4 или 6 соответственно алмазного или шарошечного бурового долота, для увеличения скважинного срока службы нанесено защитное покрытие из твердого износостойкого материала. Покрытие выполнено в виде напыленного слоя на основе порошка, каждая из частиц которого включает в себя частицы карбида вольфрама, диспергированные в материале связки, в качестве которого выбирается либо
кобальт либо сплав кобальта с хромом. В качестве карбида вольфрама может быть использован карбид моновольфрама (WC), карбид бивольфрама (W2C) или маркрокристаллический карбид вольфрама. Покрытие 6 нанесено на поверхность корпуса методом высокоскоростного газопламенного напыления, позволяющего в отличии от сварочных методов наплавки или оплавления производить покрытие при температуре 120°. Относительно низкая температура газовой струи и отсутствие свободного кислорода обеспечивают низкое содержание оксидов в покрытии, что обеспечивает его высокую коррозионную стойкость.
После нанесения на поверхность корпуса покрытие 6 обрабатывается составом, представляющим собой композицию фторосодержащих поверхностно активных веществ в специально подобранных растворителях. Такие растворы применяются с целью придания поверхности коррозионной стойкости, влагозащиты и низкой поверхностной энергии и, как следствие этого повышение износостойкости, и обладают высокой проникающей и смачивающей способностью. Защитная пленка, образованная раствором фторсодержащих поверхностно активных веществ, прочно сцепляется практически с любыми поверхностями.
При работе долота в скважине защитный слой покрытия, обработанного раствором фторсодержащих поверхностно активных веществ, предохраняет наружную поверхность его корпуса от коррозии, возникающей в результате взаимодействия с агрессивной средой. Кроме того, этот защитный слой, обладая высокими адгезионными характеристиками, предохраняет наружную поверхность корпуса от абразивного истирания, и за счет водоотталкивающих свойств препятствует налипанию высоковязких пород на поверхность в процессе работы долота.
Предлагаемое покрытие позволяет повысить эффективность работы и ресурс бурового долота.
Буровое долото, содержащее корпус и соединенный с ним породоразрушающий элемент с режущими вставками, наружная поверхность которого в пространстве между режущими вставками выполнена с покрытием в виде напиленного высокоскоростным газопламенным методом слоя на основе порошка, включающего карбид вольфрама на связке из кобальта или сплава кобальта с хромом, отличающееся тем, что покрытие выполнено с пропиткой раствором фторсодержащих поверхностно активных веществ.
