Шарошечные долота

Основной объём бурения скважин различного назначения осуществляется шарошечными долотами различных типов и конструкций. ОАО «Волгабурмаш», ОАО «Уралбурмаш», ОАО «Сарапульский машзавод» и др. выпускают 3-х, 2-х и 1-о шарошечные долота.

2.1. Трёхшарошечные долота

2.1.1. Классификация 3-х шарошечных долот

На рис. 28.1 приведена существующая в настоящее время схема классификации шарошеч­ных долот.

Рис. 28.1 – Схема классификации шарошечных долот

Типы и области применения шарошечных долот приведены в табл. 28.1.

Таблица 28.1 – Типы и области применения долот

Примеры обозначения 3-х шарошечных долот по старой классификации:

Долото 215,9М-ПГВ-1; Долото 215,9ОК-ГНУ R09

- без значка впереди — трехшарошечное долото;

- 215,9 – диаметр долота, мм;

- М – для мягких малоабразивных пород;

- ОК – для очень крепких абразивных пород;

- П – продувка воздухом;

- Г – боковая продувка;

- В – в опоре только подшипники качения;

- ГНУ – гидромониторная промывка с уплотнёнными маслонаполненными опора­ми скольжения и качения;

- 1, R09 – номер заводской модели.

Кодировка 3-х шарошечных долот по 4-х символьной системе, принятой международной ассоциацией буровых подрядчиков (IADC)

Первая цифра– тип долота (1, 2, 3 – долота с фрезерованным вооружением для пород от самых мягких до самых твердых); (4, 5, 6, 7 и 8 — долота с твердосплавным вооружением для пород от самых мягких до самых твердых, в том числе абразивных).

Вторая цифра – категория породы (от мягких до твёрдых, том числе абразивных).

Третья цифра – характеристика опор долота и других особенностей:

1 – со стандартной опорой качения;

2 – с опорой качения и воздушным охлаждением;

3 – с опорой качения и защищенной калибрующей поверхностью;

4 – с герметизированной опорой качения;

5 – с герметизированной опорой качения и защищенной калибрующей поверхностью;

6 – с герметизированной опорой скольжения;

7 – то же с защищенной калибрующей поверхностью;

8 – для направленного бурения;

9 – специальные.

Четвертый (буквенный) символ кода - «дополнительные характеристики» (необязателен). 16 букв используются для обозначения специальных характеристик конструкции

А – для бурения с продувкой воздухом;

В – специальная конструкция уплотнений;

С – центральная гидромониторная насадка;

D – специальная конструкция вооружения;

Е – удлиненные насадки;

G – наплавка лап износостойким или твердосплавным материалом;

Н – для направленного или горизонтального бурения;

J – гидромониторные долота для бурения с набором кривизны;

L – калибрующие накладки на лапах, армированные твердосплавными зубками;

М – для бурения с забойными двигателями;

S – стандартные с фрезерованным вооружением;

Т – 2-х шарошечные долота;

W – усовершенствованное вооружение;

X – зубки клиновидной формы;

Y — зубки конической формы;

Z – другие формы зубков.

2.1.2. Конструкции 3-х шарошечных долот

Шарошки долот имеют три вида вооружения:

с фрезерованными зубьями, составляющими одно целое с те­лом шарошки (для долот типов М, МС, С, СТ, Т, ТК);

со вставными (твердосплавными) зубками (для долот типов МЗ, СЗ, ТЗ, ТКЗ, К, ОК);

со вставными зубками и фрезерованными зубьями (для долот типа МСЗ).

Шарошечные долота изготовляются с цельнолитым либо сварным корпусом.

Корпусные конструкции используются для долот диаметром более 394 мм (рис 28.2).

Долота со сварным корпусом, называемые секционными, имеют преимущественное распространение в мировой практике. Корпус секционных долот (рис. 28.3) сваривается из предварительно собранных секций, число которых равно числу шарошек долота. Каждая секция состоит из лапы 1 с косой цапфой 2 и конусообразной шарошки 4, вращающейся на подшипниках 3.

Шарошки различаются по числу образующих конусов, геометрии и ти-

Рис. 28.2 – Корпусное долото

1 – литой корпус; 2 – коническая резьба; 3 – сварные швы; 4 – лапы;

5 – цапфа; 6, 7, 8 – подшипники; 9 – шарошки

Рис. 28.3 – Шарошечные секционные долота

1 – лапа; 2 – цапфа; 3 – подшипники; 4 – шарошки

пу вооружения. Трехшарошечные долота комплектуются многоконусными шарошками, на поверхности которых концентрическими рядами (венцами) располагается вооружение (зубья, зубки). Венец, расположенный у основания шарошки, называется периферийным.

Для повышения износостойкости зубья наплавляются твердым сплавом. Вставные зубки имеют сферическую либо клиновидную форму рабочего торца. В зависимости от типоразмера долота вставные зубки имеют диаметр 3,2…14,3 мм.

Общая особенность долот всех типов – снижение проходки на долота с уменьшением его диаметра.

Шарошки буровых долот устанавливаются на многорядных подшипниках качения и скольжения. Вследствие ограниченных размеров шарошек в долотах используются безобойменные бессепараторные подшипники качения.

Отверстие для центральной промывки выполняется в виде круглого сквозного канала, просверленного по оси долота. При центральной промывке хорошо очищаются от шлама центр забоя и вершины шарошек.

Отверстия для боковой промывки просверливаются в специальных приливах (бобышках) лап. Струи промывочной жидкости направляются на забой между зубьями шарошек. Эффективность боковой промывки возрастает с увеличением скорости истечения жидкости. Для этой цели промывочные каналы оснащаются насадками. Создается эффект динамического воздей­ствия струй на забой (гидромониторный эффект).

Насадки гидромониторных долот изготовляют из износостойкого керамического алюмооксидного материала 2ХС.