3.11. Буровой инструмент станков шарошечного бурения

Буровой инструмент для станков шарошечного бурения состоит из:

• шарошечного долота;

• става буровых штанг.

3.11.1. Шарошечное долото предназначено для разрушения горной породы при бурении.

Долото состоит из:

1. одной или нескольких сваренных между собой лап с цапфами для крепления шарошек;

2. шарошек;

3. подшипников (качения, скольжения или их сочетания);

4. присоединительного ниппеля.

Шарошки выполняются в виде конусов на наружных поверхностях которых размещаются породоразрущающие элементы.

Шарошки крепятся на цапфах лап с помощью многорядных подшипников, один из которых (шариковый) удерживает шарошку от осевого перемещения.

Схема шарошечного долота

резьбовой ниппель; каналы для подачи сжатого воздуха в полость опоры шарошки; лапа; шарошка; подшипники; породоразрушающие элементы; каналы для подачи сжатого воздуха к забою скважины.

По количеству лап (шарошек) различают долота: одно-, двух-, трех-, четырехшарошечные.

В горнодобывающей промышленности применяются обычно 3^х шарошечные долота.

По конструктивному исполнению вооружения долота бывают:

• зубчатые, породоразрушающие элементы выполнены в виде выфрезерованных из тела шарошек зубцов, боковые грани которых наплавлены твердым сплавом с зернистой структурой;

• штыревые, породоразрушающие элементы шарошек предствляют собой запрессованные в тела шарошек твердосплвные штыри с клиновой или сферической рабочей поверхностью;

• комбинированные (зубчато-штыревые).

Шарошечные долота подразделяются по типам, каждый из которых предназначен для бурения пород с определенными свойствами.

В настоящее время выпускается 13 типов долот, отличающихся геометрическими параметрами и размерами вооружения шарошек.

Рекомендуется применять при бурении:

1. пластичных, вязких, мягких и средней крепости пород долота типа М, МС, МЗ, МСЗ;

2. хрупко-пластичных пород средней крепости долота типа С, СЗ, СТ;

3. хрупко-пластичных твердых, абразивных и крепких горных пород долота типа Т, ТК, ТЗ, ТКЗ;

4. хрупких, крепких и абразивных долота типа К;

5. самых крепких и абразивных долота типа ОК.

Долота типа М,МС, С, СТ, Т имеют зубчатое вооружение.

Долота типа МЗ, СЗ, ТЗ, ТКЗ, К, ОК имеют штыревое вооружение.

Долота типа МСЗ, ТК имеют комбинированное зубчато-штыревое вооружение.

На карьерах применяются в основном долота типа Т, К, ОК реже С,СТ и еще реже ТК, ТЗ, ТКЗ.

Для подвода воздуха к забою скважины в долоте предусмотрен центральный канал (7). Кроме этого долота снабжаются специальными каналами (2), по которым воздух подается в полость опор шарошек для охлаждения подшипников и предупреждения попадания в них продуктов разрушения.

Для соединения с колонной буровых штанг долото имеет в верхней своей части присоединительный ниппель со стандартной замковой конической резьбой.

Шарошечное долото выходит из строя в основном по 2^м причинам:

1. износ вооружения шарошек;

2. выход из строя опорных подшипниковых узлов шарошек.

Для устранения второго недостатка наиболее действительной мерой является применение устройств для непрерывной смазки опор долот.

К настоящему времени разработан и испытан ряд лубрикаторов, применение которых позволяет увеличить стойкость долот в 2-2,5 раза по сравнению с бурением без смазки. Для смазки долот лучше всего подходит консистентная смазка, но могут применяться и жидкие масла.

При бурении обводненных скважин в забое неизбежно образуется шлам. При наращивании очередной штанги подача воздуха прекращается и шлам через центральный продувочный канал проникает внутрь штанг и забивает продувочные отверстия опор шарошек, а иногда и центральный продувочный канал. Для предотвращения этого долото снабжается обратным клапаном, который устанавливается в центральном продувочном канале.

Стойкость долот зависит от правильного режима его эксплуатации, правильного выбора условий для его использования и для пород крепостью от 8 до 18 колеблется от 200 до 70м.п.

3.11.2. Буровые штанги служат для передачи крутящего момента и осевого давления, а так же для подвода к забою сжатого воздуха или другого агента, предназначенного для охлаждения долота и выдачи буровой мелочи.

Штанга состоит из следующих соединенных между собой сваркой или резьбой элементов:

• стальной бесшовной холодно- или горячекатаной трубы;

• ниппеля;

• муфты.

Схема буровой штанги станка СБШ-250

ниппель; стальная труба; муфта.

Диаметр штанги принимается на 20-50мм меньше диаметра долота. Зазор штангой и стенками скважины нужен для удаления буровой мелочи.

Величина зазора не должна быть слишком мала т.к. это затруднит транспортировку буровой мелочи. Но она не должна быть и слишком большой, т.к. для выноса буровой мелочи скорость восходящего потока должна быть :

• для воздуха – 15м/сек;

• для воды – 0,5 м сек.