Сколююча дія породоруйнівних елементів шарошок на породу залежить від форми шарошок, їх розміщення в долоті та ста­ну поверхні вибою свердловини.

	2β1, β2, 2β3 — кути конусів; f — виліт шарош­ки за вісь долота; φ — кут нахилу осі шарошки до осі долота; 1, 2, 3— відповідно основний, додатковий і обернений конуси.

Рисунок 4.16 − Геометрія конуса шарошки

Розміщення шарошок в долоті (на цапфах) може здійснюватися згідно двох схем:

• з перетином осей шарошок з віссю долота (перпендикулярної до площини рисунку) в одній точці (рис. 4.17,а);

• із зміщенням осей шарошок відносно осі обертання самого долота в напрямку його обертання (рис. 4.17,б).

а) б)

в)

а − з перетином осей шарошок з віссю долота в одній точці; б − із зміщенням осей шарошок відносно осі обертання самого долота; в − загальний вигляд Рисунок 4.17 − Розміщення шарошок в долоті

Розглянемо процес руйнування вибою свердловини шарошковими долотами, та за яких умов шарошкові долота руйнують породу тільки дробленням, а за яких — дробленням та сколюванням.

Робота доліт протікає в розчині або газі (в тому випадку, якщо як буровий розчин застосовується повітря або природний газ), що містять уламки розбуреної породи. Шарошки доліт обертаються навколо своєї осі і навколо осі обертання бурильних труб (при роторному бурінні) або валу гідравлічного вибійного двигуна (електробура). Обертаючись навколо своїх осей, шарошки поперемінно упираються в вибій то одним, то двома зубами. Інакше кажучи,шарошка при своєму обертанні то піднімається, то опускається, проводячи при цьому часті удари по вибою.

Завдяки такому характеру переміщення зубки шарошки надають на породу не тільки статичну, але і динамічну дію.

Конічні поверхні шарошок, що рухаються, а їхні осі перетинаються з віссю долота, мають вершини в нерухомій точці О (рис. 4.18,а), тому перекочуються по вибою без ковзання, тобто руйнують породу тільки дробленням (рис. 4.19). Такі шарошкові долота належать до доліт дробильного класу.

В даний час використовуються бурові долота із зміщенням осей.

У випадку, якщо шарошки мають форму гладкого конуса, осі яких не перетинаються з віссю долота в точці О, а твірні перетинаються за віссю (або до осі) долота, то миттєва вісь MN (рис. 4.18,б) проходить че­рез точки О і О₁. Точка О₁ лежить на твірній конуса шарошки і в момент її контакту з вибоєм нерухома, а всі інші точки, розміщені на твірній шарошки, описують дуги кіл, радіуси яких дорівнюють від­далі цих точок до миттєвої осі. У результаті всі точки (зубки), розміщені зліва і справа від точки О₁, проковзують по вибою, і руйнують гірську породу не тільки дробленням, а й методом сколювання.

а) б)

	в)
		а – проникнення та дроблення; б – вихід зубка та винос породи; в – вигляд зверху Рисунок 4.19 − Руйнування породи дробленням

Величина зміщення може бути виміряна в лінійних одиницях (е), або в кутових (кут α), як прийнято за границею (рис. 4.17,б). У доліт зі зміщеними осями вершини основних конусів (f — виліт шарош­ки за вісь долота) заходять за вісь долота (рис. 4.16), причому у доліт типу М і МЗ величина заходу (вильоту) — найбільша, а у доліт ОК — найменша.

Умови роботи багатоконусних шарошок аналогічні. У доліт із зміщеними осями шарошок ковзання шарошок по вибою значно збільшується, і тому посилюється ефект сколювання породи (рис. 4.20).

---

Дата добавления: 2015-07-25