Опытные образцы долот диаметром 243, 214 и 190 мм были опробованы при бурении в различных геологических условиях. На разрезе «Коркинский» участок испытаний был сложен перемежающимися пластами сланцев и песчаников с f от 3 до 7 , мощность пластов крепкого песчаника составляла 0,5 - 1,5 м. На разрезе «Черногорский» испытания сначала проводились на вскрыше пласта «Великан» в породах с f = 2 - 6 с небольшим количеством включений крепкого песчаника (до 2 % общего объема бурения) , а затем в более тяжелых условиях (вскрыша пласта «Гигант») на участке, где наряду со сравнительно некрепким аргиллитом с f = 3 – 6 имелся абразивный песчаник с f = 5 - 8 и массивный крепкий песчаник с f = 8 - 10 , который залегал в виде пласта мощностью от 1,5 до 2,5 м и составлял от 5 до 15% объема бурения по глубине скважины. Затем опытные партии долот находились в промышленной эксплуатации на разрезах Экибастузского угольного месторождения.
2. 5. 1. Дисковые и зубчато-дисковые шарошки для буровых долот
Одной из задач проведенных опытно-конструкторских работ явилось создание взаимозаменяемых вращающихся резцов, различных по типу и конструкции.
В качестве базовых размеров резцов были приняты их диаметр d, толщина Sp и диаметр отверстия d0. Эти параметры сохранялись постоянными и обеспечили взаимозаменяемость; остальные геометрические параметры породоразрушающей части шарошек , а также вид и способ их армировки изменялись в широких пределах.
Рис. 2.25. Дисковые и зубчато-дисковые шарошки к буровым долотам (экспериментальные и опытные образцы)
В результате были разработаны и испытаны экспериментальные и опытные резцы (рис. 2.25), отличающиеся:
- по форме породоразрушающей части - зубчатые косозубые А; прямозубые Б, В; штыревые И, К; дисковые Д, Е;
- по конструктивному исполнению породоразрушающей части, виду и способу ее армировки - армированные пластинами твердого сплава (паяные А,Б,Д; с механическим креплением пластин В; с комбинированным креплением вооружения Г), армированные штырями твердого сплава (паяные И, К ), наплавленные износостойким электродом Е;
- по конструкции опоры - с опорой скольжения (в отличие от известных с опорами из подшипников качения или комбинированными).
Шарошки А и Б представляют собой зубчатое колесо 1, торцевые (профильные) поверхности 2 зубьев которого армированы пластинами 3 твердого сплава. Пластины крепятся в пазу 4 путем пайки . Шарошки А и Б являются, следовательно, совокупностью резцов (или зубьев), т.е. относятся к группе агрегатированного [34] илимноголезвийного резцового инструмента. По способу крепления пластин шарошки А и Б относятся к цельнопаяным; их пластины составляют вместе с корпусом (колесом) монолитную неразъемную конструкцию. Собственно резец (зуб), как элемент агрегатированного инструмента , может иметь различные форму и размеры.
Шарошки А являются косозубыми , а шарошки Б в
целях упрощения технологии изготовления выполнены прямозубыми. Для их
армирования использовались трапециевидные пластины и, в основном, пластины с
полукруглой режущей кромкой. При этом за базу были приняты диаметр D и плоскость передней грани пластин
3. В зависимости от размера пластин изменялись ширина паза и его диаметр, число
зубьев и, следовательно, шаг резания. Были разработаны резцы Б95-8, Б95-12,
Б95-9 и резцы Б120-7,Б120-9. Б 120-12 для долот соответственно ДЗДШ-З-190 и
2ДЗДШ-З-243Б. В обозначениях долот принято: шифр вращающегося резца, отражающий
его тип (буквенный индекс), диаметр d
в миллиметрах и число зубьев Z.
Испытания показали, что шарошки Б высокоэффективны при бурении скважин на уступе с небольшим содержанием песчаников. Средняя стойкость первых экспериментальных образцов резцов Б95-9 и Б 120-12 составляла 970 - 706 м, скорость бурения 60 - 90 м/ч (на станках СБШ-200 , БСШ-1М).
Цельнопаяные вращающиеся резцы, представляющие единую конструкцию, обнаруживают существенный недостаток при бурении включений крепких песчаников. Разрушение двух-трех смежных пластин нарушает режим вращения шарошки, и требуется замена резца, несмотря на весьма незначительный износ и работоспособность всех остальных пластин. С целью устранения этого недостатка разработаны конструкции резцов В и Г.
Шарошки В, в отличие от цельнопаяных , выполнены сборными, с механическим креплением пластин, преимуществами которого являются исключения процесса пайки и возможность замены разрушенных пластин или повторного использования оставшихся . Шарошка В представляет собой зубчатое колесо 1 (рис. 2.24), в котором выфрезерованы гнезда 2 для пластин 3. Каждый зуб имеет отверстие 4 с резьбой для крепящего пластину 5 винта 6.
В сборных шарошках Г отмеченный выше недостаток цельнопаяных резцов устранен путем применения съемных (или вставных) стержневых резцов (А . с. № 310026, Е 21 В, 9/10 . Бюл.№23, 1971).
Шарошка Г 120-90 состоит из обоймы 1 с радиально расположенными гнездами 2, имеющими посадочные конусные седла 3, и стержневых резцов 4. Каждый стержневой резец является цельнопаяным и состоит из цилиндрической ножки 5 с выемкой 6 в нижней ее части, полусферической головки 7, имеющей посадочный конус 8, и пластины твердого сплава 9.
Шарошки Г 120-9 испытаны при средней осевой нагрузке на долото 70 кН и скорости его вращения 55 - 65 об/мин (при бурении по крепкому песчанику нагрузка кратковременно доводилась до 18 - 20 т).
В результате испытаний установлено, что шарошки Г 120-9 удовлетворяют условиям бурения по породам с f = 2 - 8, но требуют усовершенствования конструкции стержневых резцов с целью повышения их эксплуатационной надежности при наличии включений пород с f ≥ 8. Выхода из строя обойм при бурении, как по слабым, так и по крепким породам не наблюдалось.
Шарошки Д и Е являются дисковыми и, в отличие от многолезвийных, имеют сплошную режущую кромку. Резцы Д95 армированы пластинами твердого сплава 1, которые закреплены пайкой. Резец Е наплавлялся электродом Т-590. Результаты испытаний резцов Д95 показали, что по скорости бурения они значительно уступают резцам Б.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.