Системы промывки долот и их характеристики

6.7.1. Центральная система промывкивыполняется в долотах, предназначенных для разбуривания твердых и крепких горных пород при высокооборотном бурении (при вращении долота турбобуром).

Достоинство – жидкость движется вдоль образующей шарошки (на рис.6.14 поток показан пунктиром) и хорошо очищает и охлаждает вооружение.

Недостаток – при взаимодействии с шарошками струя жидкости теряет энергию и весьма слабо воздействует на забой.

6.7.2. Гидромониторная система промывки шарошечного долотаотличается от центральной системы промывки тем, что струи жидкости направляются непосредственно на забой между дополнительными конусами шарошек, а скорость истечения из насадок v_и > 60 м/с. Последнее потребовало армировать промывочные каналы, чтобы снизить их эрозионное изнашивание (размыв). Долото с гидромониторной системой промывки показано на рис. 6.15.

Армирующим элементом системы промывки является гидромониторная насадка 3, которая входит в состав гидромониторного узла (ГМУ). Насадки готовятся из твердого сплава или минералокерамики. Насадки уплотняются относительно гнезд в корпусе долота резиновыми кольцами 4 круглого сечения и крепятся в нем. Крепление должно быть надежным и обеспечивать смену насадок на буровой. На рис.6.15,а показан ГМУ с креплением насадки разрезным пружинным кольцом. В настоящее время предпочтение отдается креплению резьбовыми втулками (рис.6.15,б) конструкции "Волгабурмаш" и штифтами (гвоздями) (рис. 6.15,в) в соответствии с лицензией фирмы Dresser.

Резьбовая втулка имеет шлиц, который позволяет при необходимости быстро заменить насадку. В случае крепления насадки гвоздем последний забивается в канавку неполностью, как показано на рис. 12,в, что также обеспечивает быструю замену насадки. Основными геометрическими параметрами насадок являются диаметр d выходного отверстия и его площадь f. Параметры применяемых насадок приведены в табл. 6.5.

Таблица 6.5

Параметры насадок завода "Волгабурмаш"

Зная диаметр d, нетрудно рассчитать скорость истечения жидкости из насадки, если известен расход Q или необходимый расход Q для обеспечения заданной скорости истечения жидкости.

Достоинство – гидромониторная струя жидкости активно воздействует на забой, повышая механическую скорость бурения.

Недостаток – гидромониторному воздействию подвергается только периферийная часть забоя. Центральная часть забоя промывается радиальными потоками, направленными к оси скважины. Далее потоки встречаются и движутся вверх к периферии мимо нисходящих струй жидкости. На рис. 6.15,а движение жидкости показано стрелками. В результате в зоне работы шарошек образуется вихрь, в котором вращается часть жидкости со шламом. Частично этот недостаток устраняется при асимметричной системе промывки.