§ 3. Типоразмеры шарошечного породоразрушающего инструмента

Всем породоразрушающим инструментам шарошечного типа, выпускаемым отечественными заводами, присваивается определенный шифр, в котором отражается количество шарошек (I, II, III), номинальный диаметр долота в мм, тип долота или условия его применения (М, С, Т, МС, М3 и др), расположение и конструкция промывочных каналов, тип и конструкция опоры, порядковый номер конструкции (1, 2, 3). Диаметры долот и их характеристика приведены в табл. 3.1.

По расположению и конструкции промывочных или продувочных каналов долота могут быть с центральной промывкой (в шифре долот отмечается индексом Ц), с центральной про- цувкой — П, с боковой гидромониторной промывкой — Г, с боковой продувкой — ПГ.

По типу опор шарошек долота могут быть: с двумя и более подшипниками скольжения — А; только с подшипниками качения — В или с одним подшипником скольжения и подшипниками

Таблица 3.1. Нормальный ряд шарошечных долот

Диаметр долота*, мм		Присоединительная резьба
	Условное обозначение* •	Конусность	Угол конусности	Шаг резьбы, мм
46	н-зз
59	11-41,5	—	—	—
76	3-42	1:5	5°42'38''	4,233
93; 98; 4; 108; 112	3-66	1:5	5°42'38"	4,233
120,6	3-76	1:4	7°07'30"	5,08
132; 139,7; 142,9; 146; 149,2; 154; 158,7; 165; 171,4; 187,3	3-88	1:4	7°07'30"	5,08
190,5; 195,9	3-117	1:4	7°07’40”	5,08

Предельные отклонения для долот диаметром 46—76 мм +0,6 мм; диаметром 93—195,9 + 0,8

мм.

• *

Н—резьба ниппельная; 3—замковая.

качения — Н. Долота с индексами А, Н относятся к группе низкооборотных, а с индексом В — высокооборотных.

Таким образом, шифр долота может иметь вид: III 132СЭ-ГВ-2

• трехшарошечное долото диаметром 132 мм для пород средней твердости абразивных с гидромониторной (боковой) промывкой, с опорой шарошек на подшипниках качения. В конце шифра стоит номер заводской модели (конструкции). Может стоять буква Р с цифрой (для импортных моделей). В шифре долот с герметизированной маслонаполненной опорой ставят букву У. Например: 111215, 9МС-ГНУ-Р45 — трехшарошечное долото диаметром 215,9 мм для пород перемежающейся твердости, с боковой гидромониторной промывкой, с одним подшипником скольжения и подшипниками качения, лицензионное (зарубежной фирмы).

По ГОСТ 20695-75 предусматривается выпуск тринадцати типов долот, имеющих вооружение соответствующее характеру пород (табл. 3.2).

СКВ НПО «Геотехника» и САИГИМСом создана серия малогабаритных шарошечных долот с одной, двумя и тремя шарошками диаметром от 42 до 151 мм типа М, С, Т, К и ОК, предназначенных для вращательного бурения в породах от IV до XII категорий по буримости.

В практике бурения геологоразведочных скважин находят применение двух- и трехшарошечные долота типов М, С, Т, ТК, К, ОК (табл. 3.3, рис. 3.6—3.8).

В практике бурения геологоразведочных скважин на твердые

Таблица 3.2. Типы и области применения шарошечных долот

Тип	Область применения	Вооружение шарошек
М	Мягкие породы	Стальные фрезерованные зубья
М3	Мягкие абразивные породы	Твердосплавные встроенные шты- ри
мс	Мягкие породы с пропластками пород средней твердости	Стальные зубья
мсз	Мягкие абразивные породы с пропластками средней твердости	Стальные и твердосплавные зубья
с	Породы средней твердости	Стальные зубья
сз	Абразивные породы средней твердости	Твердосплавные штыри
сг	Породы средней твердости с пропластками твердых	Стальные зубья
т	Твердые породы	Стальные зубья
тз	Твердые абразивные породы	Твердосплавные штыри
тк	Породы твердые с пропластками крепких	Стальные зубья и твердосплавные штыри
ткз	Твердые абразивные породы с пропластками крепких	Твердое плавные штыри
к	Крепкие породы	Твердосплавные штыри
ок	Очень крепкие породы	Твердосплавные штыри

полезные ископаемые используются коронки типов Т и К в комплекте с колонковыми снарядами КС, разработанные в СКБ НПО «Геотехника». Такие коронки состоят из корпуса и четырех или шести шарошек, имеющих форму усеченного конуса или полусферы

Таблица 3.3. Параметры долот геологоразведочного стандарта

Диаметр долот, мм		Длина резьбовой части, мм	Диаметр корпуса долота, мм	Высота долота, мм	Сечение промывочных каналов, см^	Допустимая нагрузка на долото, кН
Номиналь ный	Предельное отклонение
36	+ 0,5	32	33	70	1,4	10
46	+ 0,5	40	43	70	1,4	15
59	+ 0,75	45	56	120	1,7	20
76	+ 0,75	50	72	120	1,7	35
93	+ 0,75	60	90	160	2,5	40
112	+ 0,75	70	109	175	2,5	60
132	+ 1,0	70	128	200	4,0	70
151	+ 1,0	96	147	245	6,0	120

Рис. 3.6. Долота для бурения в породах средней твердости с шарошками конической (а) и дисковой (б) формы:

1 — корпус; 2 — шарошки; 3 — шариковые подшипники; 4 — цапфа; 5 — втулка; б — призматическая шпонка; 7 — твердосплавные зубья (вставки); 8 — циркуляционный канал; I, II, III — шарошки

(рис. 3.9). Корпус коронок изготовляют из двух пар кованых секций, соединенных сваркой.

Шарошки типа Т оснащены твердосплавными штырями цилиндрической формы с клиновидной рабочей частью или фрезерованными зубьями, а типа К — штырями с торцом сферической формы. Опора шарошек типа СШС состоит из двух подшипников скольжения и одного шарикового, выполняющего роль замка. Каналы для промывочной жидкости расположены на периферии — в корпусе коронки. Верхняя часть корпуса снабжена наружной цилиндрической резьбой для присоединения к колонковой трубе геологоразведочного стандарта. В табл. 3.4 приведены основные

Рис. 3.7. Шарошечные долота для бурения в твердых породах типа Т (в) и типа ТЗ (б):

J — присоединительная резьба; 2 —лапа; 3 — шарошки; 4 — цапфа

Рис. 3.8. Шарошечные долота типа ДДА (в) и ДШК (б): 1 — резьба; 2 — лапа; 3 — шарошки; 4 — цапфа; 5 — запорный палец

Рис. 3.9. Шарошечная коронка: А-А

1 — корпус; 2 — шарошка, обуривающая керн;

3. — замковыП палец; 4 — шпонка-фиксатор; 5

• замковый шариковый подшипник; 6 — шарошка, формирующая стенку скважины

1

1А

Тип	Диаметр коронки, мм		Допустимая нагрузка, кН	Вооружение
	наружный	внутренний
К	76	28	15-20	Твердое плавные
	93	36	25-30	штыри
	112	44	30-40
	132	60	30-50
	151	64	30-60
т	112	44	30-40	Фрезерован н ые
	132	60	30-50	зубья
	151	64	30-60

параметры коронок конструкции СКБ НПО «Геотехника», применяемых с колонковыми снарядами при бурении в породах от

6. VII до XI категории по буримости.

Для сохранения заданного диаметра скважин, т. е. ее калибровки, или для расширения ствола до требуемой величины применяются расширители-калибраторы и расширители-долота с вооружением шарошечного типа.

Расширители-калибраторы шарошечного типа обеспечивают сохранение диаметра скважины при боковом износе породоразрушающего инструмента (по диаметру) и выполняют роль стабилизатора, способствующего снижению вибраций и интенсивности искривления скважин. По конструктивному исполнению расширители-калибраторы могут быть корпусного или кольцевого

типа.

Расширитель-калибратор корпусного типа состоит из корпуса, в пазы (ячейки) которого встраивают шарошки. Оси шарошек располагают на одном или разных уровнях соосно с корпусом или под некоторым углом.

В практике бурения геологоразведочных скважин малого диаметра применяют расширители- калибраторы корпусного типа конструкции САИГИМСа РЗШС-76. Корпус расширителя состоит из трех секций, соединенных сваркой. Каждая несет по одной шарошке цилиндрической формы и имеет промывочные каналы, расположенные эксцентрично относительно оси корпуса и сообщающиеся между собой.

Расширители-калибраторы кольцевого типа РША имеют шарошки цилиндрической или конической (дисковой) формы, охватывающие весь корпус (рис. 3.10). Размещают шарошки в один, два или три яруса на эксцентричных втулках, оси которых, расположенные соосно с расширителем,

Рис, ЗЛО. Расширитель-калибратор кольцевого типа:

1. — корпус; 2 — втулка; 3 — шарошки с твердосплавными вставками

смещены на 120°. Шарошки вооружены твердосплавными штырями со сферической формой торца. В нижних венцах зубья расположены под углом 25—30°. На верхнем и нижнем концах расширитель имеет муфтовую резьбу конической формы для присоединения к бурильным трубам и долоту. Корпус имеет центральный проходной канал для промывочной жидкости. По такой схеме СКВ НПО «Геотехника» разработаны расширители ЗРША-59 и 5РША-76 для калибровки стволов при бурении скважин в породах

6. XI категорий по буримости.