Cтраница 1
![]() |
Механические свойства сталей для шарошек и лап долота. [1] |
Внутренние полости шарошек и беговые дорожки цапфы под роликовые или шариковые опоры подвергаются механической обработке на токарных и шлифовальных станках. Несоосность беговых дорожек на цапфе нежелательна. [2]
После окончательной термической обработки внутренние полости шарошек, а также цапфы лап ( поверхности под подшипники скольжения, беговые дорожки под ролики и шарики) подвергают окончательной доводке на токарных и шлифовальных станках. [3]
![]() |
Схемы опор шарошек. [4] |
Для размещения подшипников цапфа и внутренняя полость шарошки выполнены с зеркально отображенными беговыми дорожками. До сварки трех секций долота друг с другом в роликовые беговые дорожки на цапфе с помощью густой смазки укладываются ролики нужных размеров и после этого шарошка надевается на цапфу. Затем через отверстие в цапфе закладывается необходимое число шариков, отверстие закрывается пальцем и последний приваривается к телу цапфы. [5]
Однорядная шариковая опора располагается во внутренней полости шарошки совместно с подшипником скольжения и имеет один ряд париков, размещенных в кольцевых беговых дорожках на цапфе лапы и во внутренней полости корпуса шарошки. Шарики вводят на беговые дорожки цапфы и шарошки через отверстие в спинке лапы, которое затем закрывают цилиндрическим пальцем и заваривают. [6]
Опора скольжения с торцевыми кольцами располагается во внутренней полости шарошек, смонтированных на цапфах лап с помощью подшипников скольжения и замкового устройства в виде раздвижной шайбы в торцевых частях цапфы. У ее основания и у торца основного подшипника скольжения установлены стальные кольца. Эти стальные кольца воспринимают усилия, действующие вдоль оси шарошки от центра долота к его диаметру, и позволяют сократить торможение при вращении шарошек вокруг своей оси за счет медленного проворбта относительно цапфы. Такая опора разработана для долота диаметром 59 мм типа К. [7]
Опора скольжения с шаровыми подшипниками размещена во внутренней полости шарошки с помощью кольцевой втулки с шаровой наружной поверхностью, которая контактирует с шаровой поверхностью шарошки. Кольцевая втулка с шаровой поверхностью имеет два боковых скоса, с помощью которых она монтируется во внутреннюю полость шарошки через пазы в торцевой части корпуса шарошки. Втулку вводят в шарошку через пазы так, чтобы ее ось была перпендикулярна к оси шарошки. Затем разворачивают втулку на 90 и совмещают ось ее с осью шарошки. После монтажа кольцевой шаровой втулки шарошку в сборе со втулкой насаживают на цапфу лапы с концевой опорой скольжения. Далее шаровую втулку ориентируют относительно цапфы лапы и неподвижно закрепляют с помощью раздвижных штифтов, выдвигаемых из цапфы в корпус втулки. [8]
Такое направление потока промывочной жидкости полностью предохраняет внутреннюю полость шарошки от попадания в нее разбуренного шлама, что обеспечивает увеличение долговечности работы опорных подшипников и долота в целом. Опоры с камерой высокого давления используют в долотах с маслонаполненными опорами, предназначенными для бурения скважин в абразивных породах. [9]
Упорная комбинированная опора состоит из набора подшипников, включающих размещенный на вершине внутренней полости шарошки радиалыю-упорный шариковый подшипник. Радиально-упорный шариковый подшипник, расположенный на конце цапфы, обладает тем основным преимуществом, что может работать на беговой дорожке уменьшенного диаметра. В результате проведенных экспериментально-исследовательских и опытно-конструкторских работ было доказано, что даже уменьшенная до 8 мм в диаметре цапфа под концевой подшипник работала нормально, без трещин и поломок. Это объясняется прежде всего тем, что на шариковой беговой дорожке есть плавный переход на основной диаметр и поэтому напряжения не концентрируются в каком-либо ее сечении. В центральной части шарошки находится шариковый замковый подшипник, а у торца - однорядный роликовый подшипник. Упорные комбинированные опоры применяют в долотах ЗД-112К, предназначенных для бурения скважин в крепких породах. [10]
С учетом минимально допустимой толщины стенок шарошек и высоты зубьев, во внутреннюю полость шарошек вписывают выбранную схему опорных подшипников. При этом шариковый замковый подшипник наиболее рационально располагать в центре внутренней полости шарошек. [11]
Верхний и нижний сепараторы, соединяясь между собой, образуют герметизирующее устройство для внутренней полости шарошки, а также обеспечивают плавную работу подшипника, предохраняя ролики от проскальзывания. Опоры с роликовыми сепараторами применяют для оснащения шарошечных долот, работающих с маслонаполненными опорами и при принудительной подаче смазки в опорные подшипники. [12]
Долота размером до 93 мм имеют трехрядные опорные подшипники, которые располагаются во внутренней полости шарошек на цапфе лапы. Концевой подшипник скольжения располагается на конце цапфы лапы и имеет диаметр от 12 до 18 мм и ширину от 8 до 12 мм. Между центром шарошки и центром цапфы лапы имеется зазор, обеспечивающий сборку подшипников. [13]
Коническая роликовая опора состоит из конических поверхностей, образованных в центре цапфы лапы и во внутренней полости шарошек, с которыми контактируют ролики конической формы. Конические ролики погружаются в беговую дорожку корпуса шарошки и свободно перекатываются и перемещаются по конической поверхности цапфы лапы. Беговые дорожки под конические ролики проектируют таким образом, чтобы оси каждого ролика пересекались в точке пересечения осей шарошки и долота. В целях предохранения конических роликовых подшипников от изворота между ними устанавливают специальные сепараторы. Конические роликовые опоры используют для передачи больших осевых динамических нагрузок при высокой частоте вращения бурового вала. [14]
Опора скольжения со вставными плашками состоит из цилиндрических поверхностей, располс кенных на цапфе лапы и во внутренней полости шарошек, у которых имеются наклоненные к оси цапфы пазы с вставленными в них твердосплавными плашками. Пазы в корпусе шарошек наклонены в сторону, противоположную наклону пазов в цапфе лапы, что обеспечивает расположенным в них твердосплавным плашкам равномерное скольжение в беспрерывном контакте их поверхностей. При соскальзывании одной плашки шарошки с плашки цапфы в контакт вступает следующая плашка шарошки. Твердосплавные плашки изготовляют с выпуклой рабочей поверхностью для пазов цапфы лапы и с вогнутой рабочей поверхностью для пазов внутренней полости корпуса шарошки. Замковое устройство в долоте с вставными плашками может быть выполнено в виде разжимного кольца или шарикового замкового подшипника. [15]