 |
Вопрос 12. Классификация и конструкции шарошечных долот. Элементарные геометрические характеристики рабочей поверхности шарошечных долот.
|
|
|
|
Вопрос 12. Классификация и конструкции шарошечных долот. Элементарные геометрические характеристики рабочей поверхности шарошечных долот.
I-одношарошечные;
II-двухшарошечные;
III трехшарошечные.
Шарошечные долота разделяются по типу вооружения, по расположению и конструкции промывочных и продувочных каналов, конструкции опоры, конструкции корпуса.
По конструкции шарошечные долота делят на:
- секционные;
- корпусные.
По принципу воздействия на горную породу шарошечные долота делят на:
- дробящие;
- дробящее — скалывающие.
1-нипель; 2-лапа; 3-резервуар для смазочной жидкости; 4-опора; 5-шарошка; 6-подшипники; 7-вооружения; 8-гидромониторная насадка(промывка)
Элементарными геометрическими характеристиками шарошечных долот являются: диаметр долота, тип долота, число шарошек, угол наклона шарошек, смещение осей шарошек.
Вопрос 13. Обобщенные геометрические характеристики рабочей поверхности шарошечных долот.
Шарошечные долота изготовляют с различным числом шарошек. В свою очередь, шарошки могут быть одно-, двух- и трехконусными со смещением или без смещения оси вращения относительно оси долота. Несмотря на их большое разнообразие, конструктивно шарошечные долота выполнены однотипно.
Рабочая поверхность шарошек долота снабжается зубчатыми венцами, расположенными концентрически в определенной последовательности с гладкими впадинами. Вооружение зубчатых шарошек выполняется как одно целое с телом шарошки; в штыревых долотах шарошка армируется породоразрушающими элементами из твердого сплава; шарошки также могут иметь комбинированное зубчато-штыревое вооружение.
Интенсификация разрушения забоя долотом особенно в мягких породах может быть повышена за счет эффективного использования энергии струи промывочной жидкости. Для этой цели в корпус долота встраиваются профилированные насадки, при движении через которые поток промывочной жидкости приобретает большую скорость. Чем выше скорость истечения жидкости из насадки, тем больше гидромониторный эффект, скорость бурения и проходка на долото.
|
|
|
Работа шарошечного долота является механическим процессом, обусловливающим ударное и сдвигающее действие зубьев вооружения шарошки. Очевидно, что все процессы протекают одновременно и создают сложную картину взаимодействия породоразрушающих элементов долота с горной породой. Для упрощения рассматриваются отдельно разные процессы.
Перекатывание шарошек по забою скважины приводит к возникновению возвратно-поступательного движения центра вращения шарошки, а следовательно, и корпуса долота. Амплитуда возвратно-поступательного движения шарошки прямо пропорциональна ее диаметру и обратно пропорциональна числу зубьев на рассматриваемом венце. Периферийный венец, снабженный наиболее крупными зубьями, определяет колебательный процесс корпуса шарошечного долота.
Скорость вращения шарошек во многом определяет кинематику и динамику работы долота. В свою очередь, скорость вращения шарошек определяется скоростью вращения долота и значением передаточного отношения.
В каждый момент времени движение шарошки можно рассматривать как состоящее из трех составляющих: переносного - вращения вокруг оси долота; относительного - вращения вокруг оси шарошки и поступательного движения вдоль оси долота. При анализе работы долота обычно поступательное движение вдоль оси в расчет не принимается, так как эта скорость несоизмеримо меньше переносной и относительной.
В процессе бурения на шарошечное долото действуют статические и динамические силы. Распределение нагрузок по различным элементам шарошечного долота зависит от конструктивных особенностей опор и вооружения шарошки, а также связано с физико-механическими свойствами разбуриваемых пород. Точное определение сил, действующих в различных точках, затруднено, поэтому ниже дается приближенный метод их определения.
|
|
|
Рис. Корпусное трехшарошечное долото:
1 - корпус; 2 - лапа; 3 - промывочная плита; 4 - палец; 5 — фиксирующий штифт; 6 - ролик; 7 -шарик; 8 - шарошка
|
|
|
