8. Из каких частей состоит вращающийся превентор

Вращающийся превентор (рис. 3) состоит из корпуса 7, неподвижного патрона 4 и вращающегося ствола 6. В отличие от плашечного и универсального превенторов, имеющих гидравлический привод, во вращающемся превенторе используется самоуплотняющаяся манжета 9, которая обжимает обхватываемую часть бурильной колонны под действием собственной упругости и давления на устье скважины. Литой корпус 7 из легированной стали снабжен, опорным фланцем для соединения с плашечным или универсальным превентором и боковым отводом для присоединения к циркуляционной системе буровой установки.

Диаметр отверстия опорного фланца зависит от типоразмера превентора и должен быть достаточным для прохода долота. Ствол 6, имеющий форму полого цилиндра с наружным опорным фланцем, вращается на упорном 5 и радиальных 3 подшипниках. К стволу на быстросборном байонетном соединении крепится самоуплотняющаяся манжета с внутренними поясками квадратного и круглого сечений, предназначенными соответственно для уплотнения ведущей и бурильной труб. Проходное сечение ствола меньше диаметра долота. Поэтому при спуске и смене его необходимо ствол отсоединить от корпуса превентора. Для этого ствол с патроном соединяют с корпусом превентора посредством байонетного затвора и фиксатора 10, снабженного дистанционным пневматическим и ручным управлением.

Перед установкой патрона в корпус фиксатор 10 с помощью пневмоцилиндра, управляемого с пульта 13, либо с помощью винта 12 и троса 11 отводится в крайнее левое положение и освобождает проход для установки патрона. После этого патрон вводят выступами в пазы корпуса и поворачивают по часовой стрелке до упоров, установленных в корпусе.

Далее освобождают фиксатор, который под действием пружины пневмоцилиндра замыкает патрон в корпусе превентора. Чтобы вытащить патрон из корпуса, необходимо предварительно отключить фиксатор и повернуть патрон против часовой стрелки. Патрон поворачивают ведущей трубой, вращаемой ротором посредством вкладышей 1. Шиино-пневматическая муфта 2, включаемая с пульта 13, соединяет патрон со стволом, и в результате этого оба они совместно с ведущей трубой поворачиваются относительно корпуса превентора. Шинно-пневматические муфты (ШПМ) соединяют вращающийся ствол с неподвижным корпусом патрона для установки и извлечения патрона из корпуса превентора, а также для правильной ориентации квадрата рабочей трубы в уплотнителе с квадратной уплотняющейся поверхностью при наращивании колонны и замене уплотнителя.

Подшипники ствола смазываются жидким маслом, предохраняемым от утечек и загрязнения асбографитовыми манжетами 8. При отсутствии воздуха в воздушной системе патрон освобождают вручную. При вращении маховика по часовой стрелке шток пневмоцилиндра выходит из зацепления с патроном, который затем извлекают.

Каким образом разделяются шарошечные долота по виду вооружения,

расположению промывочных и продувочных каналов, конструкции

опоры?

По ГОСТ 20692—75

шарошечные долота для сплошного бурения скважин изготовляются трех

видов: одношарошечные, двухшарошечные и трехшарошечные.

Шарошечные долота разделяются по типу вооружения, по расположению

и конструкции промывочных и продувочных каналов, конструкции опоры,

конструкции корпуса.

Шарошки долот имеют три вида вооружения:

- с фрезерованными зубьями, составляющими одно целое с телом

шарошки (для долот типов М, МС, С, СТ, Т, ТК);

- со вставными (твердосплавными) зубками (для долот типов

МЗ,СЗ,ТЗ,ТКЗ,К,ОК);

- со вставными зубками и фрезерованными зубьями (для долот типа МСЗ).

По расположению и конструкции промывочных или продувочных

каналов долота изготовляются:

- с центральной промывкой — Ц;

- с боковой гидромониторной промывкой — Г;

- с комбинированной центральной и боковой промывкой – ЦГ;

- с центральной продувкой—П;

- с боковой продувкой — ПГ.

Написать условное обозначение одно-, двух-, трехшарошечных долот?

III-215,9СЗ-ГНУ-2

трехшарошечное (III), диаметром 215,9 мм, для бурения абразивных пород

средней твердости (СЗ), с боковой гидромониторной промывкой (Г), с

герметизированной, маслонаполненной опорой на одном подшипнике

скольжения, остальные подшипники с телами качения (ГНУ), 2—номер

заводской модели.

То же долото, изготовленное по лицензии США, имеет условное

обозначение III-215,9СЗ-ГНУ-Р16, в котором буква Р означает, что долото

изготовлено по импортной технологии, 16 — порядковый номер сборки.

Основные отличия долота с цельнолитным корпусом от долот со

сварным корпусом?

Шарошечные долота изготовляются с цельнолитым либо сварным

корпусом.

Долота с цельнолитым корпусом, называемые корпусными, состоят из

литого корпуса с приваренными к нему лапами, на цапфах которых

смонтированы свободно вращающиеся шарошки. В корпусе имеются

отверстия для насадок, через которые промывочная жидкость поступает на

забой скважины. Для соединения с бурильной колонной корпус долота

снабжается муфтовой замковой резьбой (рис.1). Корпусные конструкции

используются для долот диаметром более 394 мм.

Долота со сварным корпусом, называемые секционными, имеют

преимущественное распространение в мировой практике. Корпус

секционных долот (рис.2) сваривается из предварительно собранных

секций, число которых равно числу шарошек долота. Каждая секция

состоит из лапы с косой цапфой и конусообразной шарошки,

вращающейся на подшипниках.

Объяснить, что такое многоконусные шарошки? Самоочищающие

шарошки?

Долота с самоочищающими шарошками (рис.3) это такие долота, в

которых зубья одной шарошки заходят во впадины смежной шарошки.

Двух- и трехконусные конструкции шарошек позволяют усилить опоры

долот. Смещение осей цапф относительно оси долота вызывает

скольжение зубьев шарошек по поверхности забоя. Поэтому долота со

смещенными осями наряду с дробящим действием скалывают породу.

Рассказать общее устройство шарошечного долота.

Долото состоит из следующих основных узлов: корпуса, лап 3, узла

опор, включающего цапфу и подшипники, шарошек и очищающего или

промывочного узла. В состав последнего могут входить сопла 10,

формирующие высоконапорный поток бурового раствора, а также каналы

(рис.5), просверленные в корпусе. Верхняя часть 1 корпуса обычно

называется присоединительной головкой, так как она служит для

присоединения к переводнику или нижнему концу бурильной колонны. На

наружной поверхности лап 3 предусмотрены приливы 12, кромки и ребра

жесткости, а также округлые полуцилиндрические приливы («бобышки») 2

под промывочные сопла (насадки) 10.

В России сопла изготовляют обычно из металлокерамического

материала. Сопла 10 закрепляют при помощи удерживающего замка (в

данном случае стопорного кольца 9). Герметизация зазора между соплом и

внутренней стенкой полости (гнездо пролива 2) обеспечивается обычно

резиновым уплотнением 13.

Козырек 7 лапы обычно (как и в приведенном случае) защищается

антиабразивным покрытием 8, приближенным к торцу 4 шарошки и ее

тыльной части 6, называемой часто обратным конусом.

На тыльной части 6 шарошки также наплавляют защитное покрытие с

хорошо сопротивляющейся абразивному износу калибрующей

поверхностью 5, разделяемой одной из конических поверхностей корпуса

шарошки. Вершина первой шарошки в данном случае, как и у долота со

стальным вооружением некоторых других типов, выполняется с

лопатовидными рабочими элементами и называется лопаткой 28.

Ряд породоразрушающих элементов, расположенных примерно по одной

окружности, называется венцом. Венец 22, находящийся на периферии (у

основания) шарошки, называется периферийным или калибрующим,

поскольку он не только углубляет забой, но и калибрует стенку скважины.

Средние 21 и привершинные 20 венцы принято называть основными.

Основными конусами шарошек условно именуют конические поверхности,

находящиеся не на тыльной, а на передней (основной) стороне шарошки,

ближе к вершине; от них начинают построение шарошки. Различают также

промежуточные дополнительные конусы, расположенные между

основным и обратным конусом в двух- и трехконусных шарошках.

Часть корпуса 16 шарошки, расположенная между двумя венцами,

называется межвенцовой расточкой 30. Если она выполняется в виде

узкого, но значительного углубления между венцовыми поясками, над

которыми выступают рабочие породоразрушающие элементы, то в этом

случае ее иногда называют также и кольцевой канавкой.

Стальной выфрезерованный породоразрушающий элемент шарошки

принято называть зубом или реже зубцом, а твердосплавный вставной

(изготовленный из спекаемаого обычно карбидовольфрамового порошка) -

зубком или штырем 29 (рис. 5). Углубление между двумя соседними

зубьями, расположенными на одном и том же венце, называют обычно

выемкой 23. Значительную выемку, образованную на месте одного-двух

срезанных зубьев или сбоку одного из них, принято называть

выфрезеровкой.

Нижняя часть 18 зуба - основание, а верхняя 19 - вершина. Ребра

сопряжения поверхностей вершины зуба, а нередко и всю вершину

полностью неправильно обобщают единым названием «режущая

кромка».

Поверхность 26 зуба, обращенную к периферии - к периферийному

венцу шарошки, принято называть обычно наружной стороной, а

поверхность 27, обращенную к вершине, - внутренней стороной зуба.

Поверхность 25, обращенная по направлению вращения шарошки,

называется набегающей или передней гранью (реже передней стороной

или передним крылом зуба), а поверхностью 24, направленная в

противоположную сторону, - тыльной или задней гранью (стороной).

Рабочие поверхности стальных зубьев шарошки и других

быстроизнашивающихся элементов долота нередко защищаются

наплавляемым антиабразивным покрытием.

На верхнем торце присоединительной головки 1 выбивают размер,

заводской номер и тип долота, товарный знак и номер партии долот.

Широкий проходной канал, ограниченный внутренними стенками

головки 7, принято называть внутренней полостью 14 долота, а заплечики

15- упорным уступом (торцом), который обычно имеет скошенную фаску.

На рис. 5 видны также крышка 17 компенсатора и предо-хранительный сбрасывающий обратный клапан 27 автономной

герметизированной принудительной системы смазки элементов опоры

шарошки.

Преимущества и недостатки центральной схемы промывки долот и

боковой?

Шарошечные долота могут иметь следующие схемы очистки:

1. Центральная

2. Боковая (гидромониторная)

3. Комбинированная (центральная и боковая)

Центральная схема очистки забоя

Центральная промывка происходит через центральное отверстие в

корпусе долота. Центральное отверстие может оснащаться твердосплавной

насадкой. Центральные промывочные отверстия могут быть выполнены и

в плите, укрепляемой в нижнем конце, корпуса долота.

Центральное промывочное устройство обычно состоит из широкой

осевой ниппельной полости 1 (рис. 7) и представляющего собой ее

продолжение центрального промывочного канала 2. Это устройство не

позволяет достаточно хорошо очистить и охладить калибрующие элементы

долота. Однако оно обеспечивает удовлетворительную очистку основных

венцов шарошек, очищает центральную зону забоя скважин и

способствует рациональной организации периферийных восходящих

шламонесущих потоков. Центральная система промывки приводит к

образованию мощного нисходящего потока, что весьма важно в условиях,

когда к долоту подводится недостаточное количество промывочной жид-кости. Долота серии ЦВ применяются главным образом с забойным

двигателем при частоте вращения до 13,5 с-1, но могут успешно использоваться и в роторном бурении.