Опоры шарошечных долот

Стойкость опор шарошечных долот всегда являлась основным фактором, определяющим их долговечность. Если износ вооружения долота приводит к падению механической скорости бурения и, в худшем случае, к остановке процесса углубления скважины, то преждевременный износ опоры часто вызывает аварийную ситуацию-оставление шарошек на забое. Затраты на ликвидацию аварии, как правило, превышают стоимость самого долота.

Если ранее было принято считать, что у нормально отработанного долота степень износа опоры должна соответствовать степени износа вооружения, то требования к надежности опор у современных шарошечных долот формулируются так: стойкость опоры долота всегда должна быть выше стойкости его вооружения.

Поэтому постоянные усилия разработчиков и изготовителей шарошечных долот направлены на конструирование и технологическое совершенствование опор с целью повышения их стойкости при обеспечении максимальной надежности.

Из всего разнообразия схем опор шарошечных долот в современных долотах большинство ведущих фирм-производителей используют, в основном, две. Первая из них - это классическая герметизированная опора на подшипниках скольжения по схеме «скольжение-шарик-скольжение», и вторая - герметизированная опора на подшипниках качения по схеме «ролик-шарик-ролик», обозначаемая «ВУ».

Компаниям Smith и Reed удалось создать работоспособную конструкцию подшипника с промежуточным элементом – разрезной плавающей втулкой, выполненной из никель-оловянистой (Smith) или бериллиевой (Reed) бронзы, имеющей двухстороннее серебряное покрытие (рис. 3.7).

Рисунок 3.7 - Конструкция опор типа «АУ» фирмы Smith

Современная тенденция снижение затрат на бурение скважин за счет повышения механической скорости бурения вызвала все большее применение высокооборотных забойных двигателей, в том числе турбобуров, частота вращения которых достигает 500 об/мин и более. Это потребовало разработки новых конструкций высокооборотных долот с герметизированными опорами. Опора на подшипниках качения современных долот, как правило, имеет большой роликовый подшипник, «утопленный» в шарошку. За счет этого увеличивается его диаметр и несущая способность, а отсутствие буртов на цапфе, имевших тенденцию к износу и разрушению с последующим перекосом и заклиниванием роликов, повышает надежность опоры. Осевую нагрузку в таких опорах обычно воспринимает упорный подшипник скольжения (упорный бурт), в котором может устанавливаться плавающая шайба.

Характерной особенностью подшипников современных опор является повсеместное применение роликов с модифицированным контактом. Это позволяет значительно снизить краевую концентрацию напряжений, характерную для цилиндрических роликов, приводящую к их преждевременному износу и разрушению.

Дата добавления: 2015-07-13