Периферийное вооружение
Cтраница 1
Периферийное вооружение породоразрушающих инструментов не только разрушает соответствующую часть забоя скважины, но и калибрует ее стенку. В свою очередь стенка и прилегающая к ней часть забоя взаимно блокируют друг друга, повышают сопротивление горных пород разрушению и обусловливают повышенный износ периферийного вооружения. [1]
 |
Фрагмент шарошки с попарным размещением зубков во втором ряду периферийного венца.| Периферийное вооружение шарошки с дополнительными калибрующими зубками. [2] |
На рис. 4.32 показано периферийное вооружение шарошек, предложенное фирмой Hughes Christensen. [3]
Одна из причин опережающего разрушения периферийного вооружения шарошек обусловлена схемой поражения в плане периферийной и предпериферийной частей забоя. В двухрядных венцах зубки размещены в шахматном порядке с шагом значительно превышающим шаг в других венцах, что способствует образованию этими венцами устойчивой рейки. При этом выступы 5 рейки, образуемой внутренним рядом 2, располагаются напротив впадин, образуемых внешним ( периферийным) рядом. Выступы предпериферийной рейки ( см. рис. 9.11, о) разрушаются боковым скалывающим воздействием зубков периферийного ряда 1 и раздавливанием межзубковыми поверхностями шарошек. Это приводит к перегрузке и поломкам периферийных зубков и неэффективному разрушению горных пород на этой части забоя. [4]
 |
Лопастное долото режущего типа с опережающим лезвием. [5] |
При работе долота с вогнутыми рабочими лопастями периферийное вооружение изнашивается более интенсивно, так как разбуривает наибольшую площадь забоя. Менее интенсивно изнашивается вооружение центральной части долота. В середине рейса обычно изнашивается около 50 % вооружения. Полный износ вооружения наступает в конце рейса, когда лопасти уже имеют не вогнутую, а выпуклую форму. [6]
Наиболее важным звеном в малогабаритных долотах является периферийное вооружение шарошек. Износ периферийного венца и тыльной части шарошек в значительной степени определяет работоспособность долота в целом. [7]
При бурении геологоразведочных скважин в мягких абразивных породах, когда быстро изнашивается периферийное вооружение по торцовой части и по наружному диаметру, применяют лопастные долота с опережающим лезвием. [8]
Эти долота используют в основном в районах, где наиболее интенсивно изнашивается периферийное вооружение и происходит затухание механической скорости бурения вследствие износа резцов, расположенных на калибрующих диаметрах лопастей. Также их применяют при бурении скважин с промывкой забоя водой или глинистым раствором и при бурении щнековым способом без промывки. [9]
Периферийное вооружение долота обрабатывает кольцевую поверхность забоя скважины, непосредственно соприкасающуюся с ее стенкой. Это обстоятельство может в принципе повлиять на показатели процесса разрушения каждого отдельного акта взаимодействия зубца с породой. Кроме того, в связи с особыми требованиями формирования стенки скважины периферийные зубцы часто имеют геометрическую форму, отличную от других зубцов шарошек. Это отличие чаще всего заключается во внедрении элементов, ориентированных длинной стороной параллельно стенки скважины. Наличие подобных элементов имеет серьезное физическое обоснование. [10]
Наиболее интенсивному износу в долотах типов С и СТ подвержены зубья расположенные на вершине шарошек и в центральной части долота, так как в этих местах имеется однорядное перекрытие забоя одним венцом зубьев шарошек. Медленнее разрушается и изнашивается периферийное вооружение шарошек которое имеет двухрядное или трехрядное перекрытие забоя. [11]
Элементы вооружения одних венцов шарошки располагаются случайным образом относительно элементов других венцов. Эксперименты показали, что наиболее эффективно работают элементы, расположенные в свету периферийного вооружения со смещением на 0 4 - 0 6 углового шага соответствующего периферийного венца. Этим требованиям может удовлетворить только групповое координированное размещение элементов вооружения в венцах. [12]
Периферийное вооружение породоразрушающих инструментов не только разрушает соответствующую часть забоя скважины, но и калибрует ее стенку. В свою очередь стенка и прилегающая к ней часть забоя взаимно блокируют друг друга, повышают сопротивление горных пород разрушению и обусловливают повышенный износ периферийного вооружения. [13]
Технические и технологические причины приводят к самопроизвольному искривлению скважины вследствие того, что они вызывают изгиб нижней части бурильной колонны, перекос оси долота относительно оси скважины. Это происходит от чрезмерной нагрузки на долото, недостаточной жесткости низа бурильной колонны, зазоров между центраторами и стенкой скважины. За счет изгиба долото прижимается к стенке скважины и периферийным вооружением фрезерует ее, несовпадение осей долота и низа бурильного инструмента приво-дш к процессу асимметричного рйзрушснил зшся. Оба процесса ( фрезерование и асимметричное разрушение) проходят одновременно, но влияние каждого на процесс искривления зависит от КНБК, типа долота, горной породы, режима бурения. [14]
Из рис. 9.20 видно, что характер изгибающихся нагрузок на элемент вооружения при положительном и отрицательном скольжении различен. При положительном скольжении имеет место знакопеременный изгиб, а при отрицательном - знак изгибающейся силы не изменяется. Известно, что знакопеременное нагружение деталей является наименее благоприятным при длительной работе. Выше было показано ( см. рис. 9.6, б), что положительное тангенциальное скольжение характерно для периферийного вооружения шарошек. Следовательно, для этого вооружения существует наибольшая опасность усталостного разрушения. [15]
Страницы: 1