4.3. Выбор типа опор шарошек

Шарошечные долота изготавливаются с четырьмя основными типами опор, предназначенными для соответствующих им частот вращения долот. Шифры типов опор, рекомендуемые частоты вращения и ожидаемые стойкости Т_опопор приведены в табл. 4.2. В скобках дан тип опоры по коду МАБП.

Таблица 4.2

Области применения и ожидаемая стойкость опор шарошек

Тип опоры	Частота вращения долота, об/мин	Топ, ч, для долот типов
		М, МЗ	от МС до СЗ	от СТ до К
АУ (6)	45-90	50-100	40-80	25-50
НУ (4)	90-250	15-30	12-24	7-15
Н (1)	250-450	7-12	6-10	4-6
В (1)	450-680	4-6	3-5	2-3

По заданной в задании частоте вращения выбрать тип опоры долота. Например, заданная частота вращения долота п_д =150 об/мин. Этой частоте соответствует опора типа НУ.

9

4.4. Выбор типа системы промывки

Долота изготавливаются с центральной (Ц) и гидромониторной (Г) системами промывки. Долота типов М, МЗ, МС, МСЗ, С и СЗ и долота всех типов с опорами АУ, Н и НУ - только с гидромониторной системой. Долота типов СТ, Т, ТЗ, ТКЗ, К и ОК с опорами типа В изготавливают с центральной системой промывки долота.

Используя выбранные типы вооружения и опор, принять решение о типе их системы промывки долот и записать полный шифр выбранных долот обоих классов, например

215,9СТ-ГНУ (234); 215,9СЗ-ГНУ (544).

В скобках показать шифр долота по международному коду.

4.5. Расчетные характеристики долот и горной породы

Наибольшая расчетная нагрузка на долото соответствует или предельно допустимой по паспорту долота, или назначается по технологическим соображениям. Расчеты выполнить с использованием предельной паспортной нагрузкиG_п:

диаметр долота, мм 190,5 215,9 244,5 269,9 295,3

G_п, кН 200 250 270 320 400

Типы долот различаются не только по конструкции вооружения, но и по скалывающей способности, по которой они делятся на три подгруппы:

1. с низкой скалывающей способностью – СТ, Т, ТК, ТЗ, ТКЗ, К и ОК;

2. со средней скалывающей способностью – С, СЗ, МС, МСЗ;

3. с высокой скалывающей способностью – М и МЗ.

Н

Рис. 4.2. Элемент вооружения первого класса шарошечного долота (схема к расчету параметров износа зуба шарошки)

еобходимые для расчета сведения о параметрах вооружения шарошек долот приведены в табл. 4.3 и 4.4. Параметры одного элемента вооружения шарошки 1-го класса приведены на рис. 4.2.

Сопротивление горных пород разрушению в забойных условиях выше, чем в атмосферных, что следует учесть путем приведения предела текучести р₀породы к забойным условиям:

10

р_0з=,(4.4)

где р_0з– предел текучести горной породы в забойных условиях;р_у– угнетающее давление бурового раствора на забое скважины.

Для горных пород с гранулярной пористостью (аргиллитов, глинистых сланцев, алевролитов и песчаников) принять

р_у = р_с.д – р, (4.5)

а для пород с кавернозно трещинной пористостью принять

р_у = р_с.д, (4.6)

где

р_с.д– динамическое давление бурового раствора на забой скважины, рассчитанное по формуле

р_с.д=₁gz + р, (4.7)

где ₁ – плотность бурового раствора;z– глубина бурения по подошве выбранного интервала;р – ожидаемые колебания давления бурового раствора (по заданию).

Таблица 4.3

Характеристики стального фрезерованного вооружения шарошек (1-го класса)

Размер и тип долота	Сумма длин зубьев li , мм	Сумма зубьев, z	Высота зубьев на основном конусе hз, мм	Начальное притупление зубьев b0,мм	Сумма венцов на шарошках m
190,5M	90	67	10,5	1,5	7
190,5MC	116	76	11,6	1,5	7
190,5CT	90	87	9,0	1,6	8
190,5T	90	129	7,4	1,5	8
215,9M	140	72	13,0	1,75	9
215,9MC	132	73	11,0	1,75	9
215,9C	113	123	11,5	1,75	9
215,9CT	116	115	9,5	1,75	9
215,9T	112	131	9,5	1,75	9
244,5M	147	71	17,7	1,5	9
244,5MC	150	98	13,1	1,5	10
244,5C	150	177	11,8	1,5	11
244,5CT	150	178	12,2	1,5	11
244,5T	152	179	10,0	1,5	11
269,9M	160	75	17,7	1,5	8
269,9MC	163	110	13,5	1,5	10
269,9C	158	167	10,3	1,5	11
269,9T	157	239	8,4	1,5	10

Коэффициент ав выражении (4.4) зависит отр₀и определяется по формуле

11

, (4.8)

где р₀– средний предел текучести горной породы, МПа.

Таблица 4.4

Характеристики твердосплавного вооружения шарошек (2-го класса)

Размер и тип долота	Диаметр зубков, мм		Сумма диаметров зубков, мм	Радиусы, мм
	от	до		Rц	Rс
190,5МЗ	8	12	102	3,175-3,96	-
190,5СЗ	8	12	102	3,175-3,96	-
190,5ТЗ	8	12	102	3,175-3,96	3,175
190,5К	6	10	90	-	3,0-4,2
215,9МЗ	13	14	120	3,175-3,96	-
215,9СЗ	13	14	120	3,175-3,96	-
215,9ТЗ	11	13	120	3,175-3,96	3,175
215,9К	10	12	116	-	3,0-4,2
244,5МЗ	13	14	136	3,175-3,96	-
244,5СЗ	13	14	136	3,175-3,96	-
244,5ТЗ	12	14	136	3,175-3,96	3,175
244,5К	11	13	130	-	4,2
269,9МЗ	13	14	148	3,175-3,96	-
269,9СЗ	13	14	148	3,175-3,96	-
269,9ТЗ	12	14	148	3,175-3,96	3,175
269,9К	11	13	145	-	4,2