Одношарошечные долота
Создание новых конструкций шарошечных долот является весьма сложной инженерной задачей. Все вновь создаваемые трехшарошечные долота имеют присущие им недостатки: из-за ограниченных габаритов ввиду стесненности скважинного пространства трудно создать опору с полноценными размерами, включающую подшипники, уплотнительные и смазочные устройства и достаточно эффективное вооружение шарошек. Из шарошечных долот (особенно малого диаметра) для бурения глубоких скважин наиболее приспособленными оказались одношарошечные долота. Положительные качества конструкции — мощная, с достаточным запасом прочности опора, шарошка, имеющая большую площадь контакта с породой с возможностью оснащения твердосплавным вооружением практически неограниченной прочности, оригинальная кинематика работы долота на забое.
Первые промышленные конструкции одношарошечных долот имели полносферическую шарошку, оснащенную клиновидными зубками формы Г25. Опора шарошки для всей гаммы одношарошечных долот диаметром 215,9; 190,5; 161; 139,7 мм выполнялась по схеме; радиальный подшипник скольжения — шариковый (замковый) подшипник — радиальный подшипник скольжения — радиально-упорный шариковый подшипник — радиальный подшипник скольжения.
Позднее шарошки стали оснащаться более крупными зубками с плосковыпуклой рабочей головкой формы Г23, специально разработанными для одношарошечиых долот (рис. 3.31).
Рис. 3.31. Одношарошечное долото конструкции СевКавНИПИнефть
Одношарошечное долото с наклонными венцами по а.с. № 289187
Дальнейшее развитие вооружение одношарошечных долот получило при создании шарошек с наклонными венцами по а.С. № 289187 (рис. 3.32).
Одношарошечное долото по а.с. № 605927
Это позволило несколько снизить неравномерность износа вершинных венцов, но не изменило общую картину износа вооружения.
Одношарошечное долото с переменным вылетом зубьев
На базе шарошки с наклонными венцами было разработано техническое решение по а.с. № 1452917, согласно которому величина вылета зубков вершинного ряда над телом шарошки равномерно изменяется, причем зубки с минимальным вылетом располагаются на наименьшем расстоянии от оси шарошки (рис. 3.34).
Кинетические характеристики долот
Аналитическое исследование кинематики сферических шарошек впервые было проведено в СевКавНИПИнефть. Дальнейшее развитие эти исследования получили в работах СредАзНИИгаза, проводимых совместно с производителями долот — ОАО «Волгабурмаш» и ОАО «Уралбурмаш».
Одношарошечное долота по а.с. №1583382
На основании этих выводов была разработана и серийно изготавливается на ОАО «Волгабурмаш» гамма одношарошечных долот диаметрами 139,7; 161; 190,5 и 215,9 мм.
Снижение износа вооружения
Для кардинального улучшения показателей работы одношарошечных долот необходимо добиться снижения темпа износа их вооружения, т. к. известные зубки из твердых сплавов типа ВК не обладают достаточной стойкостью к абразивному износу, неизбежному ввиду особенностей кинематики одношарошечного долота.
