Шарошечные сверла

В августе 1908 года американец Говард Р. Хьюз запатентовал первое зубчатое долото. Первоначальная идея состояла в том, чтобы преобразовать вращательное движение буровой колонны в ударное и дробящее действие зубьев на дне скважины, чтобы вращательное бурение также могло достигать разрушения твердых пластов аналогично тоннажному буру. Впоследствии были последовательно изобретены двухзубое и трехзубое колесное долото. Поскольку трехзубое колесное долото имеет большие преимущества, чем другие зубчатые колесные долота, оно все еще используется с момента его изобретения и до сих пор, поэтому здесь оно в основном представлено трехзубое колесное долото. Во-первых, структура и принцип работы зубчатого колесного бурового долота 1. Структура зубчатого колесного бурового долота 1) Общая структура зубчатого колесного бурового долота состоит из оболочки, зубчатого когтя, зубчатого колеса, подшипников, водяных глазков и системы компенсации уплотнения масляного хранилища и других частей.

Верхняя часть корпуса имеет резьбу для соединения с буровой колонной. Нижняя часть оболочки сварена с зубчатым когтем (также известным как ладонь), зубчатый коготь с валом зубчатого колеса, зубчатое колесо установлено на валу зубчатого колеса, зубчатое колесо с зубьями, используется для разрушения породы. Между зубчатым колесом и валом зубчатого колеса установлены подшипники для фиксации зубчатого колеса и восприятия нагрузки. Водяной глаз (также известный как сопло) является каналом для бурового раствора. Система компенсации уплотнения резервуара используется для хранения и пополнения смазки в полости подшипника, чтобы предотвратить попадание бурового раствора в полость подшипника и предотвратить утечку смазки.

(1) Зубчатое колесо. Зубчатое колесо представляет собой конус, изготовленный из легированной стали методом штамповки, с зубьями, фрезерованными на конусе зубчатого колеса (называемый фрезерованным зубчатым долотом) или установленными твердосплавными зубьями (называемым зубчатым долотом с установленными зубьями), и с подшипниковыми заплечиками внутри зубчатого колеса. Конус зубчатого колеса с двумя или более видами конусности, одноконусное зубчатое колесо с основным конусом и задним конусом; Составной конус зубчатого колеса с основным конусом, конусом полюса и обратным конусом, некоторые имеют два конуса полюса.

(2) Зуб. В настоящее время отечественное и зарубежное производство зубчатых колесных боров в соответствии с материалом зуба делится на фрезерованные зубья (также известные как стальные зубья) и разводные зубья (также известные как зубья из карбида вольфрама) две категории. Зубья фрезерованного зубчатого бора фрезеруются и обрабатываются из заготовки зубчатого колеса, в основном клиновидные зубья.

Для повышения износостойкости зубьев на зубьях поверхности слоя порошка для сварки карбида вольфрама; для предотвращения сверления сверлом, когда диаметр сверла слишком мал, внешний ряд зубьев необходимо сделать L-образным, T-образным или ротовым.

Для того чтобы обрезать стенку скважины и предотвратить износ обратного конуса, порошок карбида вольфрама наносится на задний конус зубчатого колеса или устанавливаются зубья с плоской вершиной. Зубчатая зубчатая головка зубчатого колеса с кобальтом просверливается в конусе зубчатого колеса, после того как зубья из карбида установлены в отверстия. Существует примерно шесть форм зубьев из карбида вольфрама.

(3) Несущая конструкция зубчатого колеса сверла состоит из внутренней полости зубчатого колеса, дорожки качения подшипника, шейки ладони зуба и фиксирующего элемента. Существует четыре подшипниковых переводника: большой, средний, малый и упорный подшипник. В зависимости от того, герметизирован или нет подшипник подшипника, он делится на две категории: герметичный и негерметичный. В зависимости от конструкции подшипникового переводника, делится на две категории подшипников качения и подшипников скольжения.

(4) Водяной глаз бурового долота Водяной глаз бурового долота — это канал, по которому буровой раствор вытекает из бурового долота и выстреливает на дно скважины. В процессе бурения, чтобы в полной мере использовать гидроэнергию бурового долота, чтобы высокоскоростная жидкость попадала непосредственно на дно скважины, чтобы полностью удалить обломки горных пород на дне скважины, чтобы повысить эффективность бурения, эта технология бурения называется струйным бурением, подходящая для нужд струйного бурения бурового долота называется струйным долотом. Струйные буровые долота оснащены съемными и многоразовыми твердосплавными насадками на водоотводе.

(5) Система масляной смазки Система масляной смазки бурового долота с зубчатым колесом может эффективно предотвращать попадание бурового раствора в подшипники бурового долота и обеспечивать смазку подшипников, что значительно увеличивает срок службы подшипников.

Принцип работы зубчатого колесного бурового долота

1. Вращение и вращение зубьев Когда работает зубчатое колесное буровое долото, зубья, закрепленные на зубчатом колесе, вращаются по часовой стрелке вокруг оси бурового долота вместе с буровым долотом, что называется вращением; и зубья вращаются против часовой стрелки вокруг оси зубчатого колеса, что называется вращением. Скорость вращения зубчатого колеса связана со скоростью вращения сверла и

роль зубьев на дне скважины, а вращение зубчатого колеса является результатом силы взаимодействия между зубьями и грунтовой породой при разрушении породы.

2. Продольная вибрация бурового долота и воздействие на пласт, дробящее действие работы бурового долота, давление бурения через зубья на породу, зубчатое колесо катится так, что зубья и дно контакта представляют собой один зуб, двухзубчатый ступенчатый, однозубчатый контакт с дном скважины, центр колеса находится в самом высоком положении; двухзубчатый контакт с дном скважины, центр колеса внизу. Катание зубчатого колеса заставляет центр зубчатого колеса постоянно меняться вверх и вниз, так что буровое долото совершает возвратно-поступательное движение вверх и вниз вдоль оси, т. е. продольная вибрация бурового долота. Продольная вибрация буровой коронки на дне скважины заставляет буровую колонну непрерывно сжиматься и растягиваться, создавая ударную нагрузку, которая преобразуется в ударную силу на пласт через зубья буровой коронки для разрушения породы, а статическая сила вдавливания нагрузки, создаваемая давлением бурения, формирует ударное и дробящее воздействие буровой коронки на породу пласта, что является основным способом разрушения породы буровой коронкой с зубчатым колесом. Хотя ударная нагрузка благоприятна для дробления породы, она приведет к преждевременному повреждению подшипника буровой коронки и заставит зубья, особенно твердосплавные зубья, крошиться.

3. Сдвиговое воздействие зубьев на пласты В дополнение к ударному и дробящему воздействию на породу пластов, буровая коронка с зубчатым колесом также производит сдвиговое воздействие на породу пластов. Сдвиговое воздействие в основном происходит за счет того, что зубчатое колесо, катящееся по дну скважины, также производит скольжение зубьев на дне скважины для достижения причины скольжения, вызванной буровой коронкой поверх составного конуса и смещением оси трех структурных особенностей. Скольжение, вызванное перекрытием и составным конусом, может не только разрушать породу в тангенциальном направлении вместе с ударом и дроблением, но и скалывать породу между дробильными ямками соседних зубьев в том же зубчатом круге. В дополнение к осевому скольжению и режущей стратиграфии, осевое смещение также может скалывать породу между зубьями. Хотя скольжение зубьев может сдвигать породу на дне скважины, чтобы повысить эффективность дробления, но соответственно, повреждение зубьев усугубляется. Осевое скольжение, вызванное смещением вала, приводит к частичному износу внутренней поверхности зуба, в то время как тангенциальное скольжение, вызванное перекрытием и повторным конусом, приводит к износу боковой поверхности зуба.

4. Самоочищающееся зубчатое колесное буровое долото Когда зубчатое колесное буровое долото работает, особенно при бурении в мягком слое, между зубьями легко скапливаются каменные осколки, образуя грязевые уплотнения, что влияет на эффект бурения. Самоочищающееся сверло через зубчатое колесо, так что зубья каждого зубчатого колеса зацепляются друг с другом, зубчатое колесо зубьев скального мусора, скопившегося между зубьями другого зубчатого колеса, удаляется зубьями другого зубчатого колеса, этот способ называется самоочисткой зубчатого колеса сверла. Зубчатое колесо самоочищающегося зубчатого колеса сверла делится на самоочищающееся без сдвига вала и самоочищающееся сдвига вала два вида программ.

Во-вторых, изготовление и рациональное использование зубчатого колеса сверла 1. Изготовление зубчатого колеса сверла 1) Материал и производительность деталей

(1) Зубчатое колесо и когти. В соответствии с особым положением зубчатого колеса сверла, работающего в скважине, материал должен иметь высокую прочность, ударную вязкость, износостойкость, коррозионную стойкость и другие комплексные механические свойства, фрезерные зубья и зубчатые буровые долота обычно используются в следующих материалах: 20CriMo, 15Ni3Mo, 20Ni4Mo и так далее.

(2) Твердосплавные зубья. Твердый сплав — это вид порошковой металлургической продукции, которая изготавливается из порошка карбида вольфрама, порошка карбида титана и порошка кобальта, прессованных и формованных в соответствии с различными пропорциями и требованиями, и спекаемых при высокой температуре, чтобы стать механической смесью, которая характеризуется высокой твердостью, высокой износостойкостью и т. д. Твердосплавные зубья зубчатого колеса сверла обычно принимают модели yG8, yG11, yG13 и другие, которые также необходимо обрабатывать шлифовальным станком для улучшения их поверхностной отделки и точности размеров при сборке с зубчатым колесом.

(3) Шарики. Подшипник в шаре обычно используется 55SiMoV и 55SiMoA двух видов, разрушающая нагрузка при дроблении составляет не менее 20x104N, твердость при отпуске составляет HRC55~58.

(4) Уплотнительное кольцо. В дополнение к износостойкому, коррозионностойкому, маслостойкому уплотнительному кольцу, твердость резины по Шору составляет от 78 до 82, прочность на разрыв превышает 20 МПа, поверхность гладкая, без царапин.машины, без внутренних шлаков и дефектов.

(5) Втулка. Требования к материалу Cr17, цементация, закалка, отпуск твердостью HRC59 ~ 62.

(6) Мембрана компенсации давления. Ее резиновая твердость по Шору составляет 63 ~ 67, прочность на разрыв более 18 МПа, прочность связи с металлом более 4 МПа, а поверхность гладкая без царапин.

Перед сборкой и монтажом каждую часть сверла необходимо многократно очистить и разделить, спарить, а затем отправить парами на сборочную линию.

(1) Установка трехклапанного зубчатого когтя, чтобы сделать сверло единым целым. При сборке сверла используйте установочные штифты на трехлепестковых губках, чтобы объединить три лепестка в единое целое, а затем используйте зажим для зажима и грубого измерения внешнего диаметра, чтобы убедиться, что внешний диаметр сверла находится в пределах допустимого допуска.

(2) Сварка. Время сварки прерывается, сварка выполняется три раза. Обратите внимание на кончик зубчатого когтя и штифт штифта при сварке, температура должна контролироваться ниже 80 ℃, чтобы не влиять на срок службы резиновых деталей уплотнительного щупа.

(3) Очистите сварной шов и остаточный шлак от брызг. Целью удаления сварного шва является проверка качества сварки, не допускайте, чтобы сварной шов имел трещины, сплавление, пористость и другие дефекты.

(4) Поверните коническую резьбу. В штампе или имитационном токарном станке будет соединена с конической резьбой сверла в соответствии с обычной обработкой резьбы, обратите внимание на центральную линию конической резьбы и центральную линию сверла соосности, а также центральную линию сверла и трехзубое колесо в горизонтальной плоскости перпендикулярности.

(5) Испытательное давление. После сверления обработки конической резьбы соединения установите испытательное давление сопла. После создания давления водой до 50~60 МПа, удерживайте его в течение 1 мин без утечки, как квалифицировано.

(6) Впрыск масла. Вакуумный количественный впрыск масла, устройство для хранения и компенсации масла установлено после вакуума, требуемая степень вакуума 0,2 брутто, давление впрыска масла 2,5-3,0 МПа, количественный впрыск после блокировки масляного отверстия. Таким образом, чтобы сверло было собрано, общий осмотр.