Шарошечные долота для сплошного разбури вами я забоя

В России, а также в США и других зарубежных странах для бу­рения нефтяных и газовых скважин в основном используют шаро­шечные долота с коническими шарошками. Шарошечные долота предназначены для сплошного бурения нефтяных, газовых и гео­лого-разведочных скважин, а также скважин различного назначе­ния в горнодобывающей промышленности и строительстве с очи­сткой забоя жидкостью или воздухом.

Шарошечные долота имеют следующие преимущества по срав­нению с лопастными:

площадь контакта шарошечных долот с забоем значительно мень­ше, чем у лопастных долот, но длина их рабочих кромок больше, что значительно повышает эффективность разрушения горных пород;

шарошки долота перекатываются по забою в отличие от лезвий лопастного долота, скользящих по нему, вследствие чего интен­сивность износа зубьев шарошек значительно меньше интенсив­ности износа лезвий лопастных долот;

вследствие перекатывания шарошек по забою крутящий момент, потребляемый долотом, сравнительно невелик, поэтому опасность заклинивания шарошечного долота сводится к минимуму.

В соответствии с ГОСТ 20692 — 75 шарошечные долота изго­товляются трех видов: одношарошечные — I, двухшарошечные — II и трехшарошечные — III. Трехшарошечные долота получили наи­большее распространение (рис. 3.4). По расположению и конст-

25 24 23 16 15 14 13

Рис. 3.4. Устройство трехшарошечных долот:

1 — торец присоединительного ниппеля; 2 — присоединительный ниппель с зам­ковой резьбой; 3 — внутренняя полость присоединительного ниппеля; 4 — упор­ный уступ долота; 5 — резервуар для размещения смазки; 6 — система компенса­ции давления смазочного материала; 7 — лапа; 8 — периферийный роликовый радиальный подшипник качения; 9 — концевой радиальный подшипник сколь­жения; 10 — концевой упорный подшипник скольжения; 11 — герметизирующий элемент; 12 — средний шариковый радиально-упорный подшипник качения; 13 — фрезерованный зуб периферийного венца; 14 — фрезерованный зуб среднего венца; 15 — фрезерованный зуб вершины шарошки; 16 — наплавка зерновым твердым сплавом; 17 — шарошка; 18 — козырек лапы; 19 — замковый палец; 20 — цапфа лапы; 21 — спинка лапы; 22 — корпус долота; 23 — твердосплавный ³Убок, запрессованный в тыльный корпус шарошки; 24 — твердосплавный зубок Периферийного венца шарошки; 25 — твердосплавный зубок среднего венца ша-рощки; 26 — концевой роликовый подшипник скольжения; 27 — твердосплавный ³Убок вершины шарошки; 28 — твердосплавный зубок, запрессованный в козы­рек лапы

рукции промывочных или продувных каналов долота изготовля­ются: с центральной промывкой — Ц, боковой гидромонитор­ной промывкой — Г, центральной продувкой — П, боковой про­дувкой — ПГ.

Гидромониторные долота, как правило, выпускаются со смен­ными насадками, когда в нижней части промывочного канала до­лота растачивается гнездо для установки сменных насадок из из­носостойкого материала. В этом случае можно установить в долото насадки любого необходимого диаметра на выходе.

Опоры шарошек изготовляются (рис. 3.5): на подшипниках ка­чения — В, одном подшипнике скольжения (остальные — под­шипники качения) — Н, одном подшипнике скольжения с гер­метизацией уплотнительными кольцами и резервуарами для смаз­ки — НУ, двух подшипниках скольжения и более с герметизацией — АУ (табл. 3.2).

Теоретически для каждой горной породы должно иметься до­лото, способное наиболее эффективно ее разрушать. Однако не­возможно иметь на вооружении столько типов долот, сколько су­ществует разновидностей горных пород с различными физико-ме­ханическими свойствами. На практике применяют долота, обеспе­чивающие хорошую эффективность в определенной группе пород.

Для классов горных пород, приведенных ниже, в настоящее время рекомендуется применять следующие типы трехшарошеч-ных долот:

Мягкие...................................................................... М

Мягкие абразивные................................................ МЗ

Мягкие с пропластами средней твердости........... МС

Тоже ....................................................................... МСЗ

Средней твердости .................................................... С

Абразивные средней твердости.................................... СЗ

Средней твердости с пропластами твердых................... СТ

Твердые.................................................................... у

Твердые абразивные................................................... ТЗ

Твердые с пропластами крепких........................... ТК

Твердые абразивные с пропластами крепких................. ТКЗ

Крепкие.................................................................... К

Очень крепкие........................................................... ОК

В зависимости от способа бурения для различных долот выра­ботаны на практике предпочтительные режимы их применения (табл. 3.3).

Кроме трехшарошечных в практике бурения применяют двух-шарошечные и одношарошечные долота. Двухшарошечные доло­та предназначены для бурения мягких и вязких пород с пропла-стками пород средней твердости. Отличительной особенностью двухшарошечных долот по сравнению с трехшарошечными оди-

9 4

Рис. 3.5. Основные виды опор:

— негерметизированные; б — герметизированные маслонаполненные; 7 — сис-
;ма компенсации давления смазочного материала; 2 — уплотнительное кольцо;

— периферийный подшипник скольжения с антифрикционным покрытием; 4 —
1мковый шариковый радиально-упорный подшипник скольжения; 5 — концевой
здиальный подшипник скольжения; 6— концевой упорный подшипник скольже-
ия; 7 — герметизирующий элемент; 8 — периферийный роликовый радиальный

подшипник качения; 9 — концевой роликовый радиальный подшипникаковых диаметров является увеличение размеров шарошек и более лагоприятные условия для расположения промывочных отверстий. Двухшарошечные долота представляют собой неразборную конст-укцию, состоящую из двух сваренных между собой секций (лап), а цапфах которых смонтированы свободно вращающиеся на опо-ах шарошки с зубьями для разрушения пород. Двухшарошечные

Таблица 3.2 Цифровые и буквенные обозначения конструкций долот

Примечание. Тип долота определяет конструкцию вооружения шарошек.

Таблица 3.3 Рекомендуемые режимы эксплуатации трехшарошечных долот

долота — гидромониторные с двумя боковыми каналами, в которые уста­навливаются сменные насадки, направ­ляющие струи бурового раствора на пе­риферийную часть забоя скважины.

Одношарошечные долота (рис. 3.6) применяются для бурения твердых по­род, залегающих на большой глубине. Они состоят в основном из одной лапы, на цапфе которой свободно вращается на шариковых опорах сферическая шарошка, в тело которой запрессо­ваны твердосплавные цилиндрические зубья (штыри) с полусферической или призматической рабочей поверхностью.

Американский ГОСТ (США) пре­дусматривает следующие размеры ша­рошечных долот, в дюймах (мм): 3 ³Д" (95,2); 4 Ув" (Ю4,8); 4 ³/₄" (120,7); ₅ ⁵Д" (142,9); 5 ⁷/в" (149,2); 6" (152,4); 6 '/₈" (155,6); 6 У₄"(158,8); 6 ¹/₂"(165,1); 6 ³Д" (171,5); 7 ⁷/₈"(200,0); 8 ³/₈"(212,7); 8 У₂" (215,9); 8 ⁵/₈" (219,1); 8 ³/₄" (222,3); 9 '/₂" (241,3); 9 ⁷/в" (250,8); 11 "(279,4); 12 У₄" (311,1); 14 ³/₄"(374,6); 17 У₂"(444,5); 20" (508); 24 "(609,6); 26 "(660,4).