14. Гидромониторный эффект и его полезное использование.

Гидромониторная система промывки выполняется в долотах, предназначенных для разбуривания мягких и средней твердости горных пород, а также в долотах всех типов для низких и средних частот вращения, т.е. в долотах с опорами АУ, НУ и Н. При бурении скорость истечения жид­кости из промывочных отверстий составляет 80—120 м/с. Для предупреждения эрозионного износа долота промывочные отверстия оборудуются гидромониторными узлами (ГМУ), а струи жидкости направляются непосредственно на забой. Очистка шарошек от шлама осуществляется отраженными от забоя потоками жидкости.

Долото с гидромониторной системой промывки и схема движения жидкости в призабойной зоне приведены на рис. 4.26, а. Гидромониторные струи жидкости направляются на периферийную часть забоя между периферийными конусами шарошек. Чтобы исключить воздействие струй непосредст­венно на шарошки, в лапах проштампован глубокий карман 1, из которого начинается подводящий канал 2. В нижней части подводящего канала выполнено гнездо для ГМУ. Ос­новным элементом ГМУ является насадка 3, выполненная или из твердого сплава, или из минералокерамики. Преимущество гидромониторной системы - высокая энергия струи, позволяющая реализовать отрыв шлама на пери­ферийной части забоя по первой схеме. В средней части за­боя шлам отрывается под действием радиальных потоков жидкости.

Из схемы на рис. 4.26, а видно, что струя жидкости из на­садки после воздействия на забой образует радиальный по­ток, который движется к центру забоя, очищая его от шлама. Там он встречается с радиальными потоками, создаваемыми двумя другими насадками, что заставляет жидкость двигаться вверх. Но движение вверх ограничено корпусом долота, а поэтому поток жидкости отклоняется к периферии и выходит в кольцевой зазор между корпусом долота и стенкой скважи­ны рядом с движущейся вниз гидромониторной струей жид­кости. Струя увлекает часть жидкости со шламом вниз к за­бою, который попадает под вооружение долота и вновь из­мельчается. Это свидетельствует о том, что движение жидко­сти в призабойной зоне гидромониторного долота организо­вано значительно хуже, чем у долота с обычной системой промывки. Улучшению организации потока способствуют приближение насадок к забою, а также выполнение системы промывки асимметричной.

Гидромониторный узел с креплением пружинным кольцом показан также на рис. 4.26, а. Он включает насадку 3, уплот­нение насадки относительно корпуса 4 (резиновое кольцо) и крепление 5. Конструкция простая, но неудобная для смены насадок в условиях буровой.

На рис. 4.26, б показан гидромониторный узел конструк­ции ОАО «Волгабурмаш», в котором крепление насадки 3 выполнено в виде резьбовой втулки 5, имеющей шлиц для ввинчивания и вывинчивания. Уплотнение ГМУ осуществлено прокладкой 4, размещенной между торцами втулки и гнезда. Нетрудно видеть, что такая конструкция ГМУ обеспечивает приближение насадки к забою и несколько улучшает органи­зацию потоков жидкости в призабойной зоне.

Рис. 4.26. Гидромониторное долото и конструкции гидромониторных узлов