Долота режуще-скалывающего и истирающе-режущего действия

1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ И ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ ДОЛОТ РЕЖУЩЕ-СКАЛЫВАЮЩЕГО И ИСТИРЛЮЩЕ-РЕЖУ1ЦЕ1Ч) ДЕЙСТВИЯ

Долота режуще-скалывающего действия (PC) изготавливают двух типов (М и МС) для разбуривания рыхлых и слабосцемен­тированных обломочных горных пород. Долота истирающе-режущего действия (ИР) также изготавливаются двух типов (МСЗ и С) для разбуривания соответственно мягких абразивных пород (слабосцементированные песчаники и алевролиты) и средних по твердости пород (аргиллиты, глинистые сланцы, гипсы).

Вооружение этих долот выполняется в виде лопастей со сплош­ной (PC) и гребенчатой (ИР) режущими кромками. Поэтому долота получили название лопастные.

На рис. Л, а показаны профиль режущей кромки лопасти PC долота и схема взаимодействия ее с горной породой при бу­рении. Основными характеристиками лопасти являются угол резания а (между передней гранью лопасти и поверхностью забоя) и угол заострения (3 (между передней и задней гранями лопасти); α = 70-85°, β = 20-25°.

Долота PC предусмотрено выполнять двухлопастными (2Л) диаметром от 76 до 161,1 мм (четырнадцать размеров) и трехло­пастными (ЗЛ) диаметром от 120,6 до 469,9 мм. Долото (рис.1) состоит из корпуса 3 и лопастей 1 (двухлопастные долота цельно­кованые, а трехлопастные — с приварными лопастями) и имеет систему промывки забоя, включающую внутреннюю полость 4 долота и промывочные отверстия 2. Корпус сверху имеет резьбу для соединения с бурильным инструментом.

Для повышения износостойкости лопасти долот армированы твердым сплавом. На передних гранях лопастей выполняются па­зы, которые у долот типа М заплавляются зерновым рэлитом, а у долот типа МС в пазы впаиваются твердосплавные пластины 5. Затем передняя грань лопастей наплавляется твердым сплавом (рэлитом). Боковые, калибрующие, скважину грани каждой ло­пасти армируются твердосплавными штырями 6 из сплава ВК8-В путем их запрессовки с последующей наплавкой сверху рэлита (рис. VIII.1). Предусматривается также защитное покрытие всех наплавленных поверхностей специальным чугуном.

Долота ИР предусмотрено выполнять трехлопастными типа МСЗ (ЗИР) диаметром от 190,5 до 269,9 мм и шестилопастными (6ИР) диаметром от 76 до 269,9 мм.

Принципиальное отличие этих долот от долот режуще-скалы­вающего действия—прерывистое выполнение режущей кромки лопастей с целью повышения удельного давления на забой и улучшения охлаждения режущих элементов промывочной жидкостью (рис. VIII.2). Эти цели достигаются установкой в стальные лопасти штырей из твердого сплава ВК.8-8 со значи­тельным вылетом над кромкой лопасти, в результате чего получа­ется гребенчатая режущая кромка. Армирование боковых граней лопастей такое же, как и у долот ЗЛ. После установки штырей передняя и боковые грани лопасти наплавляются твердым сплавом.

Из сопоставления рис. VIII. 1 и VIII.2 видно, что в отличие от долота ЗЛ долото ЗИР имеет лопасти со скосом у периферии для улучшения условий работы вооружения. Лопасти долота раз­ные: одна полная (рис. VIII.2, а), две укорочены вырезом снизу до половины, а по длине — на одну треть радиуса долота (рис. 2, б).

Шестилопастные долота ИР имеют одну полную лопасть, две укороченные подобно лопастям долот ЗИР и три короткие боко­вые лопасти (рис..2, в), принимающие участие только в калибровке скважины. Такое выполнение долота позволило обеспечить высокое удельное давление на забой, сравнительно равномерное распределение износа вооружения по радиусу, прак­тически круглое сечение скважины и снизить интенсивность уменьшения диаметра.

Для того чтобы уменьшить сопротивление горных пород раз­рушению по мере удаления от центра скважины, был разработан и испытан ряд конструкций ступенчатых долот [8]. Эти долота используют эффект снижения сопротивления разрушению горной породы при расширении скважины, образованной идущей впереди ступенью.

Ступенчатые долота ИР выпускают трехлопастными в двух-, трех- и четырехступенчатом исполнении. При этом все ступень­ки имеют одинаковую длину режущих кромок, высота ступени равна длине ее режущей кромки, боковые грани ступеней арми­руются так же, как и боковые грани лопасти.

К недостаткам ступенчатых долот относятся худшие условия очистки забоя от шлама и охлаждения режущей кромки промы­вочной жидкостью по сравнению с рассмотренными выше кон­струкциями.

Дата добавления: 2014-01-07