Форма и расположение породоразрушающих элементов на шарошках
Вооружение на шарошках располагается концентрическими венцами, которые разделены между собой проточками.
Боковая стенка зуба является гранью. Грань, расположенная в сторону направления вращения долота называется набегающей, а противоположная ей – сбегающей. Линия пересечения обеих граней называется рабочей кромкой.
Верхняя часть зуба при рабочей кромке называется вершиной зуба, противоположная, сопряженная с телом шарошки – основанием зуба. Кратчайшее расстояние от основания зуба до его кромки называется высотой.
Рисунок 7. Размеры зуба шарошки
Ширина продольной выемки, т.е. расстояние между одноименными элементами, называется шагом зубьев.
Все венцы шарошки имеют буквенное обозначение А; Б; В; Г.
Венец, расположенный у основания шарошек называется периферийным.
Шарошки нумеруют в зависимости от числа зубьев на венце А.
1-я шарошка имеет наименьшее число зубьев.
3-я наибольшее число зубьев.
В зависимости от типа долот высота и шаг зубцов уменьшаются, а угол при вершине зубца – увеличивается.
У долот типа М – число венцов у шарошки наименьшее;
типа Т – наибольшее.
Схемы опор шарошек
Существует много схем опор шарошек, из них наиболее распространены:
схема 1 – роликовый-шариковый – 1 подшипник скольжения;
схема 2 – роликовый – шариковый – роликовый подшипник подшипник;
схема 3 – 3 шариковых подшипник;
схема 4 – 2 шариковых, роликовый подшипник.
В каждой опоре обязательно имеется 1 или 2 шариковых подшипника, который называется радиально-упорный замковый.
Выбор схемы опоры зависит от размера шарошек и условий работы долота.
При бурении мягких и средней твердости пород требуются небольшие нагрузки – применяется схема 3.
При разбуривании более твердых пород необходимо увеличивать нагрузку на долото – применяются схема 2 и 4.
Для бурения крепких при больших нагрузках на долото и небольшой частотой вращения – применяется схема 1.
Во время бурения промышленная жидкость проникает в опору долота через зазор между основанием шарошки и упорной поверхностью в цапфе. Поэтому в буровой раствор вводят смазывающие добавки.
Для того, чтобы увеличить срок службы опоры, разработаны специальные долота с герметизированной маслонаполненной опорой
4.7 Промывочные отверстия
В зависимости от промывочных устройств различают долота (рисунок 8):
1) с центральной промывкой – буровой раствор через центральное отверстие подается на вершины шарошек, при этом охлаждает шарошки и очищает их от шлама;
2) с боковой (гидромониторной) промывкой. Промывочные каналы в этих долотах расположены между шарошками под углом 1200. такое расположение каналов позволяет обеспечивать лучшее охлаждение и хорошую очистку шарошек.
Гидромониторный эффект создается за счет вставных насадок. Регулируя внутренний диаметр насадок, можно изменять и скорость истечения жидкости (100 ÷ 120м/с). Механическая скорость таких долот выше, чем у долот с центральной промывкой, т.к. за счет гидромониторного эффекта происходит дополнительно размывание породы на забое.
Рисунок 8. Конструкция промывочных каналов
трехшарошечного долота
а – с центральной промывкой
б – с гидромониторной промывкой