Изучение затухающих колебаний. Назначение и классификация буровых долот

Министерство образования и науки Российской Федерации

 Уфимский Государственный Нефтяной Технический Университет

                                                     Кафедра прикладной    физики и химии

Лабораторная работа №8-3                                  

                          « Изучение затухающих колебаний»                                 

                                                                Выполнил: студент гр. ГЛ-04-02

                                                                                  Шамсутдинов И.М.                                                       

                                                   Проверил: Гареев Г.Г.

                             Уфа 2006г.

При бурении нефтяных и газовых скважин применяется в основном механический способ разрушения горных пород. При этом энергия от привода бурового станка к разрушаемой породе передается породоразрушающим инструментом. Энергия может передаваться непрерывно частью или всей рабочей поверхностью породоразрушаюшего инструмента всему забою или дискретно и лишь на часть поверхности забоя скважины.

Таким образом, породоразрушающий инструмент предназначен для концентрированной передачи энергии горной породе с целью её разрушения.

По назначению породоразрушающие инструменты делятся на три груп­пы: для бурения сплошным забоем, для бурения кольцевым забоем (отбор керна), специального назначения (проработка и расширение старого и зарезка нового ствола, подготовка забоя к бурению алмазным долотом и др.). Эти три группы включают три класса долот, отличающихся по преобладающему характеру взаимодействия с горной породой; дробяще-скалывающие (шарошечные долота с фрезероваными и твердосплавными элементами вооружения), режуще-скалывающие (лопастные, секторные и другие с твердосплавным, алмазно-твердосплавным вооружением), истирающе-режущие (алмазные, импрегнированные, ИСМ).

Режуще-скалывающие и истирающе-режущие долота разрушают горную породу скалыванием, резанием, истиранием при непрерывно-прерывистом контакте элементов вооружения с разрушаемой породой, обеспечиваемом вращением нагруженного в осевом направлении долота. Прерывистость контакта с породой обусловлена характером разрушения (скачкообразное разрушение горной породы) и колебаниями инструмента, Дробяше-скалываюшие долота разрушают породу дроблением, скалыванием при прерывистом контакте элементов вооружения с породой, обеспечиваемом перекатыванием шарошек по забою при вращении долота. При работе любого из названых породоразрушающих инструментов одновременно может происходить разрушение дроблением, раздавливанием, скалыванием, резанием, истиранием и т. п.

Шарошечные долота. Краткие сведения о шарошечных долотах

Первые шарошечные долота изобретены в 1909 году Юзом. Они имели две одноконусные шарошки со сплошными зубьями, нарезанными вдоль образующей конусов. Оси шарошек в одной точке пересекались с осью долота. Перекатываясь с зуба на зуб, долото наносит удары по забою, осуществляя дробящее действие.

Для разрушения хрупкопластичных и особенно высокопластичных пород необходимо скалывающее и режущее действие породоразрушающего инструмента на разрушаемую породу.  Решение этой задачи в шарошечном долоте в дальнейшем осуществлялось выполнением шарошек многоконусными, выносом их вершин за ось долота и смещением осей шарошек в плане относительно оси долота.

Конструкция современного трех шарошечного долота секционного исполнения с центральной промывкой и с твердосплавным вооружением показана на рис.1. Каждая секция долота включает лапу 1, на цапфе 2 ко­торой на подшипниках 3,4,5 установлена ша­рошка 6, имеющая зубчатые венцы с элемента­ми вооружения 7. На верхнем конце сваренных между собой секций нарезается присоедини­тельная резьба 8. Отверстие, через которое со­бирается замковый подшипник 3, закрывается пальцем 9.

Рис.1 Устройство шарошечного долота

     Кроме названых основ­ных элементов, шарошечное долото имеет также систему промывки и систему смазки.

Шарошечные долота из­готовляют как с центральной, так и с боковой системой про­мывки. При боковой системе промывки жидкость через специальные отверстия на­правляется на периферийную часть забоя под шарошку. Ес­ли отверстия оснащены насад­ками, система промывки на­зывается гидромониторной.

Подшипники   опоры до­лота, показанного на рис.1, смазываются и охлаждаются промывочной жидкостью. Изготавливают также долота с герметизированными маслонаполненными опорами и с автономной системой принудительной подачи смазки к трущимся деталям.

Вооружение и классификация шарошечных долот