Несмотря на мировой экономический кризис, в настоящее время в различных отраслях промышленности у нас в стране и за рубежом, существует устойчивая потребность в сооружении скважин с большим диаметром от 0,5 м до 6 м и глубиной более 1000 м. Такие скважины необходимы для сооружения нефтяных шахт, рудников, для бурения под кондукторы сверх глубоких нефтегазоразведочных скважин, и для других необходимых случаев.
Основным инструментом с чьей помощью осуществляется разрушение породы, ведется строительство глубоких скважин в газовой и нефтяной промышленности, а так же бурение скважин в геологоразведке и угольной промышленности являются буровые шарошечные долота.
Шарошечные долота работают в тяжелых условиях при нагрузках, в десятки тонн, давлении до 500 атмосфер, с частотой вращения шарошек до 1000 об/мин., в высоко абразивной среде.
За последние десятилетия характеристики работы буровых долот многократно выросли. Средняя проходка исчисляется сотнями метров на буровое долото. Но отечественные и зарубежные потребители, получая более мощные буровые установки, требуют дальнейшего развития и повышения характеристик работы долот, так как стоимость каждого пробуренного метра исчисляется тысячами рублей и даже незначительное увеличение долговечности шарошечных долот в эксплуатационном бурении в конечном результате позволяет сэкономить миллионы рублей.
Цель моего исследования, усовершенствуя буровой инструмент, повысить его эффективность и надежность.
Для достижения заданной цели необходимо решить ряд задач. Требуется провести анализ конструкций буровых инструментов, используемых для бурения скважин большого диаметра в настоящее время. На основании проведенного анализа выявить преимущества и недостатки существующих конструкций и выбрать такую конструкцию бурового инструмента, которая будет включать в себя преимущества используемых решений и максимально исключать недостатки.
Конечным результатом данной работы является модель конструкции бурового инструмента с высокими показателями надежности и эффективности.
Целью данной работы было разработать конструкцию бурового инструмента для бурения скважин большого диаметра с повышенными показателями эффективности и надежности. По итогу работы был разработан планетарный редуктор для предлагаемого бурового инструмента.
В процессе работы был решен ряд конструкторских проблем, связанных со спецификой проектирования бурового инструмента. В частности, был спроектирован опорный узел подшипника, что связано с достаточно большими осевыми усилиями, которые действуют на валы инструмента. Так же была разработана система промывки бурового инструмента, которая необходима при проведении буровых работ.
Полученный буровой инструмент разрушает забой скважины по принципу последовательного фрезерования. Буровые долота применялись и ранее, но большим минусом являлась малая скорость проходки так как шарошки при расширении скважины в основном при прокатывании по забою вдавливаются в породу. С помощью введения в конструкцию планетарного редуктора, который позволяет при вращении бурового инструмента также передавать вращение буровым долотам. В результате чего каждое буровое долото перемещается по окружности вокруг пилот-долота, фрезеруя забой и формируя стенки скважины.
