3.9. Устройство шарошечного долота и материалы для его изготовления

Шарошечное долото состоит из секций (лап с шарошками). Сваренные между собой лапы образуют корпус долота. Число секций равно числу шарошек. На рис. 3.5 показано гидромониторное трехшарошечное долото первого класса. Оно включает корпус с присоединительной резьбой 1 и шарошки 2, установленные на подшипниках. На шарошках выполнено вооружение в виде стальных зубьев. Комбинация подшипников образует опору шарошки. В каждой секции долота выполнена система промывки, включающая гидромониторную насадку 3, уплотнение насадки 4 и крепление насадки 5.

После сварки секций верхняя часть корпуса обтачивается и на ней нарезается присоединительная коническая замковая резьба. Резьба обозначается буквой З, например, З-117. Цифра 117 – округленное значение диаметра d_p основания замкового конуса. В табл 3.3 приведены диаметры долот и соответствующие им условные обозначения замковых резьб.

Таблица 3.3

Присоединительные замковые резьбы долот

Диаметр долота, мм	93,0-112,0	120,6	132,0-187,3	190,5-215,9	244,5-349,2	374,6 и более
Шифр резьбы	З-66	З-76	З-88	З-117	З-152	З-177
Зарубежные аналоги	2 Reg	2 Reg	3 Reg	4 Reg	6 Reg	7 Reg

Размеры зарубежных аналогов приведены в дюймах.

Лапы и шарошки долота изготавливают из никель-молибденовых и хромо-марганец-никель-молибденовых сталей, а тела качения подшипников из кремний-молибден-ванадиевой стали с соответствующей термической обработкой. Для повышения износостойкости лапы и шарошки подвергаются цементации на глубину от 0,6 до 2,4 мм. Кроме того, наиболее изнашиваемые поверхности армируются твердосплавными зубками и наплавкой твердого сплава. Вооружение долот второго класса выполняется в виде вставных твердосплавных зубков.

Рис. 3.5. Шарошечное долото и схема его взаимодействия с забоем скважины: 1 – корпус с присоединительной резьбой; 2 – шарошка; 3 – насадка; 4 – уплотнение насадки; 5 – крепление насадки; 6 – радиальный подшипник опоры; 7- замковый подшипник опоры; 8 – сечение гидромониторной струи жидкости

3.10. Размещение вооружения на шарошках

Вооружение долот первого класса изготавливается заодно с шарошкой в виде венцов призматических зубьев. Относительное расположение

центральных венцов выполнено из условия, чтобы каждый венец работал по своему кольцевому забою. Периферийные венцы работают у стенки скважины друг за другом. Это обеспечивает однократное перекрытие забоя вооружением центральных венцов и кратное перекрытие забоя у стенки скважины, где сопротивление горных пород разрушению наибольшее. Относительное расположение венцов и перекрытие забоя вооружением шарошек показано на (рис. 3.6,а).

а б

Рис. 3.6. Развертка вооружения шарошек (а) и схема перекрытия забоя (б): I, II, III – номера шарошек; 1, 2, 3 – номера венцов

Из рис. 3.6,а видно, что повенцовое выполнение вооружения позволяет разместить центральные венцы одной шарошки во впадинах другой и, таким образом, увеличить объем шарошек. Это в свою очередь необходимо для размещения внутри шарошек подшипников опор. Недостатком повенцового размещения вооружения является неполное перекрытие забоя центральными венцами, между которыми остаются участки w неразрушенной породы, называемые воротниками.