Типы шарошечных долот

Шарошечные долота

Долота типа К

Характеризуются ударным действием вооружения на разрушаемый забой и предназначены для бурения твердых и весьма твердых пород. Шарошки долот имеют чистое качение по забою без проскальзывания, а вооружение состоит из цилиндрических твердосплавных зубков со сферической головкой. Калибрующее вооружение каждой шарошки работает в режиме резания.

Долота типа ТК и Т

Характеризуются ударно-скалывающим действием вооружения на разрушаемый забой. Шарошки этих долот имеют кинематические схемы, обеспечивающие чистое качение с небольшим проскальзыванием основного конуса по поверхности забоя. Поэтому твердосплавные и фрезерованные зубья наносят по забою удары с некоторым сдвигом по ходу вращения шарошек. Шарошечные долота типа Т и ТК образуют забой выпуклой формы. Долота типа ТК и Т предназначены для бурения твердых пород и твердых с пропластками очень твердых.

Долота типа СТ и С

Характеризуются скалывающим действием вооружения на разрушаемые породы. Их шарошки имеют многоконусную форму самоочищающегося типа и работают по кинематической схеме, обеспечивающей качение со значительным проскальзыванием основных конусов шарошки вдоль поверхности забоя. Оси шарошек смещены относительно оси долота на 2-3 мм в зависимости от размеров долота, поэтому вооружение шарошек, состоящее из твердосплавных зубков и фрезерованных зубьев, наносит по забою наклонный удар со значительным сдвигом по ходу их вращения. Шарошечные долота типа СТ и С образуют забой выпуклой формы. Эти долота предназначены для бурения пород средней твердости с пропластками твердых пород.

Долота типа М

Характеризуются режуще-скалывающим действием вооружения на разрушаемые породы. Их шарошки имеют многоконусную форму самоочищающегося типа; они работают по кинематической схеме, обеспечивающей большое скольжение основных конусов шарошки вдоль поверхности забоя. Вооружение шарошек состоит из острых фрезерованных зубьев, имеющих одностороннюю наплавку мелкозернистым твердым сплавом. Зубья шарошек вдавливаются в поверхность забоя и скалывают большой кусок породы с поворотом рабочей площадки зуба. Шарошечные долота типа М образуют выпуклый забой. Долота предназначены для бурения скважин в мягких породах с пропластками пород средней твердости.

Двухшарошечные долота

Двухшарошечные долота (рис. 2.14) - наиболее распространенный породоразрушающий инструмент при бурении геологоразведочных скважин на глубину до 2000 м. В определенных геолого-технических условиях эти долота обеспечивают превосходство над трехшарошечными на 10-15% по проходке и на 15-20% по механической скорости, т. е. в условиях, когда невозможно создать необходимые осевые нагрузки для нормальной работы трехшарошечных долот. Каждая отдельная секция двухшарошечного долота имеет большие диаметры шарошек по сравнению с трехшарошечным, что позволяет иметь на шарошке увеличенное число зубчатого или твердосплавного вооружения при увеличенном шаге между зубками.

Рис. 2.14. Двухшарошечные долота.
а - типа К: 1 - твердосплавные зубки: 2 - подшипник скольжения с центральным замковым устройством; 3 - шарошки;
б - типа Т (ТК): 1 - шарошки чистого качения самоочищающегося типа; 2 - стальные фрезерованные зубки пирамидальной формы с наплавкой релита; 3 - зубья пикообразной схемы; 4 - составные стальные вкладыши; 5 - фиксирующаяся разжимная шайба; 6 - твердосплавные цилиндрические зубки;
в - типа С (СТ): 1 - шарошки; 2 - стальные фрезерованные зубья пирамидальной формы; 3 - односторонняя наплавка мелкозернистым твердым сплавом релит; 4 - венцы с самоочищающейся схемой расположения; 5 - основной рабочий конус шарошек; 6 - усиленная калибрующая поверхность затылочного конуса;
г - типа М: 1 - шарошки; 2 - стальные фрезерованные зубья; 3 - односторонняя наплавка мелкозернистым релитом; 4 - зубья; 5 - наплавленный слой крупнозернистого сплава на затылочном конусе шарошек.

Зубки, расположенные на шарошке с увеличенным шагом, наносят по забою более интенсивные удары со сколом более крупных частиц разбуриваемой породы.

Преимуществом двухшарошечных долот над трех-шарошечными является упрощение технологии их изготовления. Двухшарошечные долота имеют меньшую стоимость. К недостаткам двухшарошечных долот относится недостаточно мощное калибрующее вооружение - насыщенность зубьями снижена на 30% по сравнению с трехшарошечными долотами. Это приводит к преждевременному износу долота по диаметру, а также является причиной вибрации при бурении, приводящей к более интенсивному искривлению скважины, чем при бурении трехшарошечными долотами.

Трехшарошечные долота

Трехшарошечные долота (рис. 2.15) позволяют наиболее полно использовать габариты скважины для размещения шарошек, вооруженных наибольшим числом рабочих и калибрующих зубьев, а также позволяют разместить во внутренней полости шарошек наиболее мощные опорные подшипники и обеспечить надежную устойчивость долота на забое при оптимальной осевой нагрузке.

Рис. 2.15. Трехшарошечное долото типа К.
1 - шарошки; 2 - твердосплавные зубки со сферической рабочей головкой; 3 - основной конус шарошек; 4 - калибрующее вооружение шарошек - цилиндрические твердосплавные зубки с плоской рабочей поверхностью, размещенные на затылочном конусе шарошек; 5 - промывочная система.