9878

Конструкция шарошечных долот. Правила эксплуатации и отработка

Доклад

География, геология и геодезия

Конструкция шарошечных долот. Правила эксплуатации и отработка. Изобретение шарошечного долота внесло переворот во вращательное бурение. Это наиболее применяемый тип долот при бурении сплошным забоем. Отличается от других типов долот следующим: 1)Ме...

Русский

2013-03-18

19.04 KB

62 чел.

Конструкция шарошечных долот. Правила эксплуатации и отработка.

Изобретение шарошечного долота внесло переворот во вращательное бурение. Это наиболее применяемый тип долот при бурении сплошным забоем. Отличается от других типов долот следующим:

1)Меньшей площадью контакта рабочих элементов с забоем, но большим числом рабочих кромок, что значительно повышает эффективность разрушения горной породы;

2)Шарашки долота перекатываются по забою, т.е. вращающий момент меньше, как и износ.

Все шарошечные долота выпускаются по госту: ГОСТ 20962-75. Могут быть одношарошечные, двухшарошечные и трехшарошечные.

Основные элементы долота:

1)Лапа. Лапы могут быть сварены меж собой или изготавливаться едиными. На лапу путем комбинации шарикоподшипников крепится шарошка;

2)Присоединительная резьба;

3)Промывочные каналы;

Шарошка является основным породоразрушающим элементом долота.

Долота могут быть:

1)одно, двух и много шарошечные;

2)корпусные, без корпусные и секционные.

Ряд зубьев называется венцом, они нумеруются от центра начала шарошки. Последний ряд называется периферийным. Нумерация шарошки: 1 – называется шарошки, у которой на первом венце наименьшее количество зубьев. Затем мысленно вращаем по часовой стрелке, которая за ней та 2 и т.д.

У фрезерованных долот зубья формируются путем штамповки или фрезерования, а у долот с зубковым вооружением закрепляются закладные зубки или штыри методом сверления и запаивания.

Промывочные каналы могут быть просто каналами – это отверстие в долоте и могут иметь гидромониторные насадки (эти насадки выполнены из твердого керамического сплава, имеют значительно меньший диаметр, чем промывочные каналы и при определенном расходе скорость истекающей струи скорость достигает 100 м/с и дополнительно разрушает породу).

Схема работы долота:

Долото спущено на забой. Забойный двигатель или колонна труб крутит его вправо, весом бурильной колонны создается нагрузка и шарошки, перекатываясь по забою, разрушают горную породу, причем долото, расположение шарошек и число рабочих венцов сконструировано так, что при каждом обороте зубья шарошек будут все время попадать на разные участки забоя, разрушая все время свежий участок.

Существуют схемы, по которым оси шарошек пересекаются с осью долота и шарошки перекатываются по забою без скольжения, и существуют схемы, при которых оси шарошек смещены относительно оси долота, при такой схеме шарошки долота перекатываются со скольжением, этот вариант наиболее эффективен.

Типы долот:

1)СТ, Т, ТЗ, ТК, ТКЗ, ОК;

2)М, МЗ, МС, МСЗ, С, СЗ. (см. таблицу, которую он выдал.)

Опора шарошки.

Опора шарошки в зависимости от типа долот конструируется из различных сочетаний шариковых, роликовых и подшипников скольжения. Опора является наиболее ответственным узлом долота, от которого зависит долговечность работы долота. Осевые нагрузки узлом передаются на лапу, а затем на корпус долота (радиальные же нагрузки выше осевых). Для улучшения работы опор в полость шарошки водится консистентная смазка, она улучшает условия работы подшипника, уменьшает силу трения и служит для улучшения теплоотдачи. Во избежание попадания бурового раствора в полость шарошки, она герметизируется. Сейчас разработаны и применяются долота с компенсатором давления – это устройство защищает шарошку от попадания в нее бурового раствора.

Между шарошкой и цапфой находятся подшипники. Смазка подшипников осуществляется двумя способами: 1. Буровым раствором, тогда у шарошки имеются отверстия; 2. Маслом, тогда опора герметизируется и устанавливаются уплотнители, в лапе имеются каналы, по которым масло поступает в подшипники.

Промывка.

Является необходимым условием бурения. Промывка вымывает разрушенную породу или шлам, охлаждает и отчищает элементы долота.

Существует две системы промывки:

1)Центральная;

2)Гидромониторная.

Центральная система применяется в долотах для разбуривания твердых и очень твердых пород, представляет из себя конусный подводящий канал к центральным промывочным отверстиям.

Существует еще одна система – гидромониторная. На боковых частях долота имеются отверстия, в которые вставляются гидромониторные насадки(из твердых сплавов), резко повышающие скорость струи, они работают под некоторыми углами, струи попадая на забой, за счет высокой скорости истечения разрушают породу, помогая долотам разрушать породу. Для промывки очень важно чтобы частица как только отделится от основной породы была подхвачена потоком и унесена в кольцевое пространство, поэтому наклонное расположение насадок помогает создать касательные и боковое движение струй. Скорость истечения жидкости из насадок колеблется в интервале от 80 до 100 м/с. Насадки изготавливаются из металлокерамики. В шифре долот с гидромониторной промывкой ставится буква «Г», например III 215,9 ГМУ – 3 шарошки, диаметр долота 215,9 мм, Г – боковая гидромониторная промывка, МУ – уплотненная маслонаполненная опора, для низкооборотного бурения на одном подшипнике. Могут стоять буквы обозначающие тип породы, для разбуривания которой предназначено это долото.

Также Ц – центральное расположение промывочных и продувочных отверстий. Г – с боковой гидромониторной промывкой. ЦГ – с комбинированной промывкой. П – центральной продувкой газом. ЦП – с боковой продувкой газом. Опоры долота маркируются: В – опора долота со всеми телами качения, применяется при высоко оборотном бурении. Н – 1 подшипник скольжения, а остальные качения. А – 2 и более подшипника скольжения, А и В применяются при низкооборотном бурении. У – опора долота герметизированная и маслонаполненная.

Эксплуатация долот

Каждое долото имеет паспорт, прилагаемый заводом изготовителем. На буровой перед пуском проводится визуальный осмотр, определяется соответствие долота типу пород, которые предполагается разбуривать, производится контрольный замер наружного диаметра. Спуск долота на забой производится плавно без посадок и ударов. Долото прирабатывается 10-15 минут на забое при нагрузке 20-30% от нормальной (это необходимо для того, чтобы подшипники опор при малой нагрузке приработались). Режим (нагрузка, расход промывочной жидкости, число оборотов) отработки долота, должен соответствовать типу и конструкции долота (он указан в паспорте долота). Шарошечные долота боятся металла на забое, поэтому необходима постоянная профилактика от металла на забое, это достигается:

1)спуск торцовых и магнитных фрез;

2)Установка в компоновке бурильной колонны приспособления называемый забойным металошламоулавителем (ЗМШУ) – представляет из себя патрубок с юбкой, т.е на трубе определенного диаметра наварена еще одна труба, так что бы образовывалось кольцевое пространство, устанавливается над забойным двигателем или первой трубой УБТ (струя жидкости с забоя подхватывает частицы металла, а проходя верхний конец юбки попадает в более широкий участок ствола, теряют свою скорость и металл выпадает в забойный металошламоулавитель).

Сейчас современные конструкторы работают над следующими улучшениями:

1)повышение прочности и износостойкости материалов, из которых изготовлены долота;

2)улучшение конструкции основных узлов, за счет точности изготовления;

3)совершенствование систем промывки;

4)совершенствование способа доставки.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

19337. АДРЕСАЦИЯ МК. СТРУКТУРА УПРАВЛЯЮЩЕЙ ПАМЯТИ 177.5 KB
  АК ЛЕКЦИЯ № 14 АДРЕСАЦИЯ МК. СТРУКТУРА УПРАВЛЯЮЩЕЙ ПАМЯТИ Адресация микрокоманд При выполнении микропрограммы адрес очередной микрокоманды относится к одной из трех категорий: определяется кодом операции команды; является следующим по порядку адресом;
19338. ОРГАНИЗАЦИЯ ВНУТРИМАШИННОГО ОБМЕНА ИНФОРМАЦИЕЙ. ОБЩИЕ ВОПРОСЫ 177.5 KB
  АК ЛЕКЦИЯ № 15 ОРГАНИЗАЦИЯ ВНУТРИМАШИННОГО ОБМЕНА ИНФОРМАЦИЕЙ. ОБЩИЕ ВОПРОСЫ. Совокупность трактов объединяющих между собой основные устройства ВМ центральный процессор память и модули ввода/вывода образует структуру взаимосвязей вычислительной машины. Структур...
19339. АРБИТРАЖ ШИН 163.5 KB
  АК ЛЕКЦИЯ № 16 АРБИТРАЖ ШИН В реальных системах на роль ведущего вправе одновременно претендовать сразу несколько из подключенных к шине устройств однако управлять шиной в каждый момент времени может только одно из них. Чтобы исключить конфликты шина должна предус...
19340. СИСТЕМА ВВОДА-ВЫВОДА 222.5 KB
  АК ЛЕКЦИЯ № 17 СИСТЕМА ВВОДАВЫВОДА Помимо центрального процессора ЦП и памяти третьим ключевым элементом архитектуры ВМ является система ввода/вывода СВВ. Система ввода/вывода призвана обеспечить обмен информацией между ядром ВМ и разнообразными внешними устройс...
19341. МОДУЛЬНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ВНУТРЕННЕЙ ПАМЯТИ 140.5 KB
  АК ЛЕКЦИЯ № 18 МОДУЛЬНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ВНУТРЕННЕЙ ПАМЯТИ Блочная организация основной памяти Емкость основной памяти современных ВМ слишком велика чтобы ее можно было реализовать на базе единственной интегральной микросхемы ИМС. Необходимость объединения нес...
19342. КЭШ-ПАМЯТЬ 159 KB
  АК ЛЕКЦИЯ № 19 КЭШПАМЯТЬ Кэшпамять Как уже отмечалось в качестве элементной базы основной памяти в большинстве ВМ служат микросхемы динамических ОЗУ на порядок уступающие по быстродействию центральному процессору. В результате процессор вынужден простаивать не
19343. АРХИТЕКТУРЫ С ПОЛНЫМ И СОКРАЩЁННЫМ НАБОРОМ КОМАНД 158.5 KB
  АК ЛЕКЦИЯ № 20 АРХИТЕКТУРЫ С ПОЛНЫМ И СОКРАЩЁННЫМ НАБОРОМ КОМАНД Современная технология программирования ориентирована на языки высокого уровня ЯВУ главная задача которых облегчить процесс написания программ. Более 90 всего процесса программирования осуществл...
19344. КОНВЕЙЕРНАЯ АРХИТЕКТУРА 146 KB
  АК ЛЕКЦИЯ № 21 КОНВЕЙЕРНАЯ АРХИТЕКТУРА Конвейерная обработка данных. Что необходимо для сложения двух вещественных чисел представленных в форме с плавающей запятой Целое множество мелких операций таких как сравнение порядков выравнивание порядков сложение ман
19345. СУПЕРСКАЛЯРНЫЕ ПРОЦЕССОРЫ 306.5 KB
  АК ЛЕКЦИЯ № 22 СУПЕРСКАЛЯРНЫЕ ПРОЦЕССОРЫ Суперскалярные процессоры Поскольку возможности по совершенствованию элементной базы уже практически исчерпаны дальнейшее повышение производительности ВМ лежит в плоскости архитектурных решений. Как уже отмечалось од