Комбинированные буровые долота

К комбинированному относят буровой инструмент, сочетающий в себе не менее двух породоразрушающих органов, работающих одновременно или поочередно. Комбинированное воздействие на породу различных типов рабочих органов позволяет значительно усилить эффект разрушения породы и повысить стой-кость инструмента.

Исходя из возможных схем воздействия на забой и сочетаний рабочих органов, комбинированный буровой инструмент классифицируют:

– по назначению — для бурения пород выше средней крепости f > 14), средней крепости (f = 10÷14) и ниже средней крепости (f < 10). Крепость пород влияет на выбор породоразрушающих органов комбинированного долота;

– по принципу действия — термоударный, термошарошечный, ударно-шарошечный, режуще-ударный и режуще-шарошечный;

– по способу воздействия рабочих органов на забой — с одновременным, поочередным и раздельным воздействием рабочих органов на забой; Одновременное воздействие рабочих органов по всему забою целесообразно при высокой крепости пород с целью увеличения подводимой мощности и достижения разрушающих напряжений. Поочередное воздействие на забой породоразрушающих органов комбинированного долота целесообразно при изменении свойств и крепости пород по глубине скважины. Разделение участков забоя между рабочими органами преследует цель создания наиболее благоприятных условий для работы каждого органа;

– по типу взаимной связи породоразрушающих органов — с взаимным перемещением рабочих органов и без него.

Термоударный и термошарошечный буровые инструментыпредставляют собой сочетание огневой горелки и пневмоударникаили шарошечного долота.

Ударно-шарошечный буровой инструмент сочетает в себепневмоударник и шарошечное долото. Испытания этих долот показали возможность увеличения производительности при бурении по весьма крепким железистым кварцитам в 2,5 раза и снижениестоимости бурения на 26—42 %.

Режуще-ударный буровой инструмент сочетает пневмоударник с насадками в виде кольцевых режущих коронок.

Режуще-шарошечный буровой инструмент РШД190, РШД215,9 и 1РШД215,9 Иркутского политехнического института прошел широкую промышленную проверку на ряде разрезов и на карьерах по добыче угля, алмазов и золота.

Применение комбинированного режуще-шарошечного бурового инструмента целесообразно при бурении в породах сложного строения с наличием в толще мягких, вязких глиносодержащих пород и крепких прослоек. В мягких породах обработку забоя следует производить режущим инструментом, как наиболее производительным, а в крепких — шарошечным.

В основу конструкции долот типа РШД (рис. 9.11) положен принцип возможности взаимного перемещения режущего и шарошечного породоразрушающих органов.

При этом две шарошки 8 размещаются на цапфах лап 3, жестко связанных с корпусом долота, а режущий орган 6 устанавливается подвижно в направляющих пазах лап 4 коронки. Осевое усилие на режущий орган передается через предварительно сжатую гайкой 1 пружину 2, что обеспечивает передачу выступающему режущему инструменту необходимого усилия на забой, достаточного для разрушения слабых пород (до f < 6). При бурении крепких пород происходит утапливание режущего инструмента и в работу вступают шарошки. Отработка забоя происходит одновременно шарошечным и режущим органами. По мере износа режущих кромок (на периферии больше) участие шарошек в разрушении возрастает. Для направления воздушной струи к режущим кромкам имеются наклонные каналы. Режущие кромки инструмента требуют периодической заточки и восстановления.

Масса режуще-шарошечного долота РШД 215,9 ТЗ не превышает 40 кг. В породах с коэффициентом крепости f от 4 до 12 скорость бурения комбинированным долотом в 1,5—2 раза выше, чем шарошечным. Энергоемкость процесса бурения снижается в 2 раза, расход инструмента в 1,5—2,5 раза, значительно возрастает крупность буровой мелочи.

9.4.4 Инструмент для термического бурения

Буровой снаряд станка комбинированного бурения состоитиз горелки (термобура), неразборной буровой штанги и подводящего устройства.

Термобур (рис. 9.12) состоит из камеры сгорания 1, представляющей собой цилиндр, закрытый снизу сопловой крышкой 2, а сверху — головкой 3 с завихрителем, чехла 4, навинчиваемого на нижний конец переходника 5 штанги, коронки б и гильзы 7, предохраняющей чехол от износа. Горючее в камеру 1 поступает через фильтр 8 и форсунку 9. Вода под давлением 0,3÷0,9 МПа подается в пространство между камерой и чехлом, далее проходит по каналам к сопловой крышке, шайбе 10 и коронке, охлаждает их и выбрасывается в скважину.

Буровая штанга служит для вращения горелки и транспортирования в ней рабочих компонентов и воды. Верхний конец штанги фланцем присоединяется к приводу вращателя и заканчивается специальным подводящим устройством. Внутри штанги проходят трубопроводы горючего и кислорода, а ее внутренняя полость служит для подачи воды. Внизу штанги на резьбе закрепляется переходник, на который навинчивается горелка. Через переходник проходят трубопроводы, присоединяемые к соответствующим штуцерам термобура.