Лопастные долота. Конструкция и геометрия рабочей поверхности.

Лопастные долота делятся на следующие типы: двухлопастные 2Л; трехлопастные истирающе-режущие ЗИР; шестилопастные истирающе-режущие 6ИР; пикообразные (однолопастные) П.

Лопастные долота отличаются от шарошечных более простой конструкцией и успешно их заменяют при бурении рыхлых, мягких и несцементированных пород. Они применяются в основном при роторном бурении, при бурении забойными двигателями используются реже.

4.1. Однолопастные (пикообразные) долота

Эти долота могут быть отнесены к одному из следующих типов: Ц, Р и пикобур.

Долото типа Ц (рис. 29.6) предназначено для разбуривания цементных

Рис. 29.6 – Однолопастное долото типа Ц

1 – корпус; 2 – лопасть; 3 – твёрдосплавные пластины; 4 – твёрдосплавные штыри; 5 – ниппельная головка; 6 – промывочный канал; 7 – осевая полость

 

пробок и металлических деталей низа обсадной колонны. Оно состоит из корпуса 1, лопасти 2, твердосплавных пластин 3 и твердосплавных штырей 4. Корпус 1 изготовляется полым. Он может быть выполнен за одно целое с ло­пастью, т. е. цельнокованым. Один его конец представлен ниппельной резьбовой головкой 5, а другой имеет два промывочных канала 6, выходящие из осевой полости 7 корпуса под определенным углом.

4.2. Двухлопастные долота

Предназначены для бурения пластичных и мягких пород. Изготавливаются диаметрами от 93 до 165, 1 мм. Конструкция показана на рис. 29.7. Лопасти выполняются в виде лемеха с изгибом лезвия в направлении вращения долота под углом к забою (углом резания) 75 °.

Рис. 29.7 – Двухлопастное долото типа М

1 – корпус; 2 – лопасти; 3 – твёрдосплавные пластины;

4 - твёрдосплавные штыри;

 

Кинематика лопастных долот

Исследования кинематики работы лопастных долот показывают, что разные точки по длине лопасти имеют разные окружные скорости движения. Участки лопасти, лежащие вблизи оси долота, имеют минимальные скорости, а при удалении к периферии окружная скорость точек на лезвии долота существенно возрастает. По данным Дверия В.П. увеличение скорости с удалением от оси к периферии изменяется по закону гиперболы. Из этого следует, что для породохранения периферийных участков лопастей от катастрофического износа размещение твердосплавных пластин и наплавка зернистым твердым сплавом по лопасти должны также соответствовать закону гиперболы. По расчетам, следует, что на центральной части лопасти породоразрушающие резцы могут иметь одинарное перекрытие забоя, а на второй части ее двойное перекрытие. Периферийная часть лопасти должна иметь резцы, обеспечивающие тройное перекрытие забоя.

Часть 1 БИЛЕТ 12
Классификация и конструкции шарошечных долот. Элементарные геометрические характеристики рабочей поверхности шарошечных долот.

Шарошечные долота выполняются двух классов и типов от М до ОК согласно табл. 4.2, как с обычной, так и с гидромониторной системами промывки. Основные элементы шарошечного долота рассмотрим на конкретном примере (рис. 4.9). Шарошечные долота выпускают главным образом в секционном исполнении. Каждая секция включает лапу 1, на цапфе 2 которой с помощью подшипников 3 установлена шарошка 4, имеющая вооружение в виде зубчатых или сплошных венцов 5. Секции соединены между собой сваркой. На верхнем конце сваренных секций (долота) выполняется конус и нарезается присоединительная резьба. Двухрядный шариковый подшипник собран через отверстие, которое закрывается пальцем 6. Шарошечные долота выполняются с обычной и гидромониторной системами промывки. Система промывки долота, показанная на рис. 4.9, является обычной центральной и включает внутреннюю полость долота 7, сужающийся подводящий канал 8 и цилиндрическое промывочное (продувочное) отверстие 9. В долотах для бурения с продувкой воздухом в лапах и цапфе сверлят отверстия 10 и 11 для охлаждения подшипников и защиты их от засорения шламом. Основные марки стали для изготовления долот приведены в табл. 4.6. Из табл. 4.6. видно, что основные детали долота изготавливают из никель-молибденовых, хромо-никель-молибденовых и хромо-марганец-никель-молибденовых сталей, а тела качения из кремний-молибден-ванадиевой стали. Для повышения износостойкости лапы и шарошки подвергаются цементации на глубину 0,6 - 2,4 мм с последующей двойной закалкой и отпуском.

 

1.13