что такое лапа долота
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Остальные повехности лапы долота являются связующими. [2]
Наибольшая сработка спинок лап долота наблюдается между замковым пальцем ( включая его торец) и центровым отверстием. Сильно срабатываются также козырьки лап, что иногда приводит к выпадению роликов крайней опоры. При армировании торца замкового пальца металлокерамическим твердым сплавом и сплавом вокар заподлицо с поверхностью спинок лап степень их износа значительно уменьшается. Армирование углубления на лапе, предназначенного для центрового отверстия, и перешейка между этим углублением и отверстием замкового пальца намного уменьшает сработку спинок лап и исключает выпадение замковых пальцев. При этом значительно уменьшается износ козырьков. Хорошие результаты получаются при армировании твердым сплавом левого ребра лапы. Обнажение торцов роликов периферийного ряда обычно начинается именно на участке, прилегающем к левому ребру. Для предупреждения большого износа козырьков лап следует также армировать твердыми сплавами отдельные участки самих козырьков лап. [3]
Наибольшая сработка спинок лап долота наблюдается между замковым пальцем ( включая его торец) и центровым отверстием. Сильно срабатываются также козырьки лап, что иногда приводит к выпадению роликов крайней опоры. При армировании торца замкового пальца металлокерамическим твердым сплавом и сплавом вокар заподлицо с поверхностью спинок лап степень их износа значительно уменьшается. Армирование углубления на лапе, предназначенного для центрового отверстия, и перешейка между этим углублением и отверстием замкового пальца намного уменьшает сработку спинок лап п исключает выпадение замковых пальцев. При этом значительно уменьшается износ козырьков. Хорошие результаты получаются при армировании твердым сплавом левого ребра, лапы. Обнажение торцов роликов периферийного ряда обычно начинается именно на участке, прилегающем к левому ребру. Для предупреждения большого износа козырьков лап следует также армировать твердыми сплавами отдельные участки самих козырьков лап. [4]
Каждый комплект основных и вспомогательных баз лапы долота представляет собой материализацию координатных плоскостей прямоугольной системы координат. [7]
Поскольку объем смазочного материала в системе смазки каждой лапы серийного долота с герметизированными опорами не превышает 40 см3, основная часть смазочного материала в расходной системе смазки размещается над долотом в специальном корпусе, называемом наддолотным лубрикатором. [9]
Поскольку объем смазочного материала в системе смазки каждой лапы серийного долота с герметизированными опорами не превышает 40 см3, основная часть смазочного материала в расходной системе смазки размещается над долотом в специальном корпусе, называемом наддолотным лубрикатором. [11]
Шарошечные долота
Шарошечное долото — породоразрушающий буровой инструмент, воздействует на породу дробящим или дробяще-скалывающим методом.
Шарошечные долота являются самым распространенным видом бурового инструмента при бурения скважин различного назначения: нефтяных, газовых, геологоразведочных, водяных, взрывных и др.
Наиболее распространены трехшарошечные долота с консольными опорами и сварными лапами.
Применяются как для бурения очень твердой, так и очень мягкой породы.
Работа шарошечного долота
Конструкция шарошечных долот
Шарошечные долота могут иметь различное число шарошек, обычно до 6, причем каждая шарошка может быть одно-, двух- и трехконусной со смещением и без смещения оси вращения относительно долота.
Различают конструкции долот на секционные и корпусные. В том или ином виде они выполняются в зависимости от диаметра. Для большого диаметра бурения используются долота корпусные, цельнолитые, а для скважин небольшого диаметра используются секционные долота, которые сварены из двух или трех секций.
Кроме того, соединительная резьба у секционных долот наружная конусная (нипель), а у корпусных внутренняя конусная (муфта).
Конструкция корпусного долота
1 – литой корпус; 2 – муфтовая присоединительная резьба; 3 – сварной шов; 4 –вставные лапы; 5 – цапфа; 6, 7, 8 – подшипники; 9 – шарошка; 10 – центральное промывочное отверстие.
Обозначение шарошечных долот
На примере долота с маркировкой III 244,5 С-ЦВ, разберем что означают цифры и буквы.
Число шарошек
Чаще всего используют трехшарошечные буровые долота, гораздо реже одно-, двухшарошечные. Многошарошечные долота применяются при реактивно-турбинном бурении.
Диаметры шарошечных долот
Согласно ГОСТ 20692-2003 серийно выпускаются долота следующих размеров:
Что такое долото: назначение, виды и применение
Отправим материал на почту
Долото – термин, под которым подразумевают разные долбежные инструменты. При помощи устройств можно сделать углубления в древесине, выбить нишу в камне или пробурить скважину. Чтобы подобрать нужный вид оборудования, надо разобраться в особенностях моделей.
Характеристики устройства
Долото – инструмент, который используют при выдалбливании пазов и гнезд в материалах разной плотности. Устройство помогает сделать нестандартные отверстия нужного диаметра и формы. Приспособление подходит для грубой работы с ударными действиями.
Внешний вид
Рабочую часть долота изготавливают в виде пики, лопатки или чаши с острыми гранями. В буровых моделях с породой контактирует специальная головка сложной конструкции. Форма гладкой рукоятки должна комфортно сидеть в ладонях. Чтобы при ударе молотком или киянкой деталь не раскололась, сверху по периметру устанавливают сдерживающее кольцо.
Материалы
Рабочие части инструмента делают из стали. Марка металлического сплава зависит от задач, которые будет выполнять устройство. Для промышленной эксплуатации (бурения) используют калиброванный и горячекатаный прокат. Крепкие детали получают из победитовых или никель-оловянистых вариантов.
Для ручных моделей уместны углеродные инструментальные виды. У стали высокая твердость, поэтому оборудование долго держит заточку. Рукоятку долота делают из крепких пород древесины, реже – из композитов. Кольцо (оголовок) на ручку часто изготавливают из бронзы.
Размер и вес
Характеристики зависит от вида устройства. Диаметр бурового оборудования варьируется от 75 до 650 мм, при этом вес достигает 700 кг. Длина рукояти у ручных конструкций – 12-14 см, рабочей части – 11-18 см. У плотничных моделей ширина лезвия – 6, толщина – 25 мм, у столярных – 4 и 8 мм.
Как отличить от стамески
Визуально оба инструмента очень похожи, но имеют разный принцип работы. Выдалбливание стамеской осуществляют нажимом рук, долото приводят в движение при помощи удара молотка (киянки). Первое устройство по размерам более изящное и тонкое, у второго есть толстое лезвие и обжимное (оголовок) кольцо на ручке.
Распространенные виды
Выбирая долото, что это такое не все понимают. Даже осознавая, что это разные инструменты, которых объединяет процесс долбления, для правильного выбора нужно оценить ряд характеристик. Виды отличаются строением, назначением и особенностями эксплуатации.
Столярные
Модели используют для создания гнезд и пазов в поверхностях деревянных. Ширина рабочей части редко бывает больше 1,5 см. Столярное долото уместно при зачистке оконных рам или обработки мебельных деталей. При помощи узкого лезвия врезают замки в двери.
Плотничные
Визуально модель напоминает столярную конструкцию, но более габаритных размеров. Инструмент используют при обработке древесины срубов или полов. Плотная рабочая часть переходит в квадратное или прямоугольное лезвие. Широкая насадка обеспечивает надежный захват и безопасность для пользователя.
Для автоматики
Насадки идут в связке с электрическими или пневматическими ударными инструментами. У деталей вместо рукоятки универсальный хвостовик. Чтобы выдерживать сильные нагрузки, у лезвий толстое полотно. Небольшой угол заточки позволяет долго сохранять край острым.
Долото выпускают в двух видах формы. У прямых полотно одной ширины по всей длине. У лопаточных моделей рабочая часть от хвостовика резко или плавно увеличивается. Инструмент применяют при:
Узкопрофильные
Специализированные устройства по внешнему виду часто отличаются от ручных и автоматических моделей. В буровых установках используют шарошечные насадки, которые бывают 3 типов:
Узкопрофильное долото существует в медицине. Стоматологическое применяют при лечении зубов, оториноларингологическое уместно при проведении ЛОР-операций. В хирургии долбежные модели используют для удаления новообразований, отсечения костей.
Как выбрать
Основным показателем для выбора остается назначение. При тонкой обработке древесины отдают предпочтение столярным инструментам с острым краем. При возведении деревянных строений или обустройства лагов полов подойдут плотничные широкие модели. Отбойный молоток (перфоратор) применяют при демонтаже.
Долото любого вида должно выдерживать высокие ударные нагрузки. При увеличении давления режущие части не теряют заточку и не крошатся. Производители премиальных брендов крепкую используют углеродистую сталь, которая идеально подходит для инструментов. Насадки прослужат десятки лет без изменения характеристик.
Как использовать
Для бытовых нужд и работы с древесиной пользователю достаточно традиционных плотничных или столярных видов. Для проделывания отверстий в бетоне, камне или кирпиче берут автоматическое оборудование (перфораторы, отбойные молотки). Существуют правила, облегчающие эксплуатацию инструментов.
Особенности работы
При использовании бытовых видов надо предварительно закрепить заготовку. На древесине наносят мелом (карандашом) схематическую разметку. Столярное долото подойдет для создания насечек по контуру. Материал по поперечным волокнам режут по линии. Потом при помощи плотничного инструмента снимают стружку, аккуратно скалывают щепки.
При работе с долотом профессионалы не рекомендуют использовать материал с сучками. Линия углубления не должна проходить через бывшие ветки, иначе возникнет неконтролируемое снятие древесины. При долблении молотом легко получить нужную глубину отверстий или гнезд.
Строительное долото воспринимает сильные удары от перфоратора (отбойника) и через металл передает волны в участок контакта. Острый передний край рабочих деталей концентрирует много энергии в небольшой зоне, поэтому инструмент быстро разрывает полотно поверхности. Обрабатываемый бетон, камень или порода трескается, а насадка проникает во внутренние слои.
Меры безопасности
Трещины на рукоятках при ударе молотком могут увеличиться, что приведет к раскалыванию, появлению опасных щепок. При обработке древесины инструмент направляют в сторону (от себя). Чтобы предупредить травмирование, деталь обязательно закрепляют.
При работе с перфораторами и отбойными молотками важно подобрать правильный размер насадки и мощность оборудования. Во время долбления следят за состоянием наконечника. При попадании деталей между слоями породы возможны трудности при извлечении.
Инструмент при работе вибрирует, что вызывает дискомфорт у оператора. Чтобы не уставать, через 15-20 минут нужно делать перерывы. Защитить глаза от мусора помогут специальные очки, уши – строительные наушники.
Технология заточки
Обратная сторона рабочей части плоская, поэтому стоит трогать только при появлении ржавчины. В электрическом наждаке диаметр абразивных кругов меньше лезвия насадки. При затачивании металлическую часть прикладывают к боку движущейся детали. За счет хорошего угла просмотра пользователь может контролировать контакт с поверхностью и предупреждать порчу скоса.
На эклектической заточке выполняют предварительную обработку при повреждениях кромки режущей. После грубого круга профессионалы рекомендуют использовать мелкий абразив или довести вручную наждачной бумагой. Чтобы предупредить нагревание металла и снижение режущих характеристик, инструмент надо периодически окунать в емкость с холодной водой.
При работе с абразивной поверхностью важен опыт и аккуратность пользователя, а не скорость. При ручной заточке используют специальный брусок или бумагу, зафиксированную на стекле. Направление движений осуществляют от ручки к лезвию. Контролирование угла трения защитит заводские спуски от нарушения геометрии. Чтобы удалить зерно, шероховатые детали смачивают водой или маслом.
Заключение
Что такое лапа долота
Наружная конусная присоединительная резьба (ниппель)
В зависимости от конструкции корпуса шарошечные разделяют на секционные и корпусные.
Опора шарошечных в процессе вращения шарошки обеспечивает передачу осевой нагрузки от бурильной колонны через цапфы и тела качения вооружению шарошки, находящемуся в контакте с забоя скважины.
Характеристики и расшифровка маркировок шарошечных долот
Шарошечные долота на сегодняшний день бывают следующих типов:
Тип | Геологические условия проходки | Исполнение шарошки |
---|---|---|
М | Бурение мягких пород | С фрезерованными зубьями* |
МЗ | Бурение мягких абразивных пород | Со вставными твердосплавными зубками** |
МС | Бурение мягких пород с пропластками пород средней твердости | С фрезерованными зубьями |
МСЗ | Бурение мягких абразивных пород с пропластками пород средней твердости | С фрезерованными зубьями и твердосплавными зубками |
С | Бурение пород средней твердости | С фрезерованными зубьями |
СЗ | Бурение абразивных пород средней твердости | Со вставными твердосплавными зубками |
СТ | Бурение пород средней твердости с пропластками твердых пород | С фрезерованными зубьями |
Т | Бурение твердых пород | С фрезерованными зубьями |
ТЗ | Бурение абразивных твердых пород | Со вставными твердосплавными зубками |
ТК | Бурение твердых пород с пропластками крепких | С фрезерованными зубьями и твердосплавными зубками |
ТКЗ | Бурение твердых абразивных пород с пропластками крепких | Со вставными твердосплавными зубками |
К | Бурение крепких пород | Со вставными твердосплавными зубками |
ОК | Бурение очень крепких пород | Со вставными твердосплавными зубками |
Рациональное сочетание типа шарошечного долота и разбуриваемой породы
Металлургия производства буровых долот
Автор: Главный металлург ООО «Унибуртех» Андрей Каличак
С первого взгляда это простое и невзрачное изделие, особенно после использования. На самом деле оно состоит из 3-5 сборочных единиц и около двух десятков деталей, при его производстве используется до 20 разных марок сталей и сплавов и более двух десятков металлургических операций. Именно о производстве бурового шарошечного долота сегодня будет идти речь, а именно о его металлургической составляющей.
На самом западе Украины, у подножья Карпат есть предприятие, которое изготовляет буровые шарошечные долота и другой инструмент для разрушения породы – ООО «Универсальная буровая техника».
Начиная от проектирования до последней операции контроля – везде присутствует то, что называют металлургией. Однажды, будучи простым инженером, имел честь познакомится с главным металлургом тогда еще процветающего завода «ЗИЛ». Он мне высказал интересное трактование слова металлургия, точнее того, чем она занимается: «Металлургия на производстве занимается всем, что имеет температуру более 36,6 градусов»
Буровое трехшарошечное долото сочетает в себе несколько отдельных требований – это крепкая соединительная часть и корпус, стойкие подшипники и мощное армирование, которое разрушает породу.
Корпус долота изготовляется из низколегированных низкоуглеродистых сталей и специальных марок, и уже на этом этапе изготовления долота, металлургия вступает в дело. Сталь изготавливается металлургическими заводами по предварительно согласованным техническим условиям в которых оговорены не только обычный химсостав, но остаточное количество газов, механические свойства, прокаливаемость, неметалические включения, способ выплавки и другое. Работа по согласованию технических условий начинается задолго до начала производства стали. Все эти требования нужны для обеспечения разносторонних свойств материала и изделия. Уже при поступлении стали на предприятие металл каждой плавки проходит лабораторный контроль на соответствие практически всех параметров, заложенных в технических условиях.
На предприятии имеется лаборатория которая в состоянии проводить иследования химсостава, структуры, механических свойств стали и твердых сплавов, а также множества вспомогательных материалов. В ней же производится контроль всех параметров детали и изделия на всех стадиях термической и химико-термической обработки. В составе лаборатории есть химическая, металлографическая, спектральная и механо-физическая лаборатория, а также отдельная лаборатория термического цеха.
Все буровые трехшарошечное долота состоят из трех лап, трех шарошек, тел скольжения или качения подшипников, и других мелких деталей которые служат направляющими или запорной арматурой для бурового раствора. Бывают долота с одной шарошкой или двумя или даже четермя, но они используются редко. Для изготовления лап и шарошек в качестве заготовки используется поковка. А это опять же металлургический процесс.
На ООО «Универсальная буровая техника» имеется свой кузнечно-прессовый цех, кстати один из крупнейших в Украине. Изготовление поковок производится на кривошипных прессах усилием 1600тс, 2500тс, 4000тс, 6300тс, а также на ковочных и штамповочных молотах с массой падающих частей от 400 до 3100кг. Проектированием поковок, штампов и техпроцессов изготовления также занимается служба главного металлурга. Нагрев заготовок под штамповку производится как в газовых печах, так и в индукционных нагревателях.
В зависимости от породы, которую придется бурить долоту используется разная конструкция и материал зубьев и тела шарошек – клиновидные стальные зубы для мягких и твердых неабразивных пород и твердосплавные вставные зубья для крепких и абразивных пород.
Твердосплавные зубья из сплавов типа ВК предприятие покупает у других производителей и проводит их тщательный входной контроль. Далее запрессовка в тело деталей долот. Форма зубов может быть самая разнообразная.
Не все поверхности деталей подлежат цементации, а на некоторых ее наличие категорически запрещено. Поверхности, где не нужна цементация защищаются специальной пастой. На предприятии испробовали много разных паст для защиты, а остановились на наиболее простой и надежной, состоящей из двух компонентов: двуокись титана и жидкое стекло. Паста надежно защищает от газовой цементации и при соблюдении несложных правил изготовления и нанесения обеспечивает очень хороший уровень защиты. Эта паста нетоксична, не загрязняет печи, легко удаляется с поверхности обработанных деталей, а детали покрытые ей выглядят завораживающе.
Если в привычном варианте требования по термообработке вкладываются в одну или несколько строк на чертеже детали. То требований к химико-термической обработке деталей долот настолько много, что они собраны в отдельный документ объёмом 30 страниц. Основные из них это требования соответствия контура цементации, глубины цементации, распределению углерода по глубине слоя, твердости цементированной поверхности и послойной твердости цементированного слоя; твердости нецементированных поверхностей и сердцевины изделия, микроструктуры цементированного слоя и сердцевины и другое, там же описаны методы и объемы контроля, причем для разных типов долот они разные. Каждая партия деталей, что загружается в печь (это около 800кг) проходит контроль на соответствие всех параметров на контрольных образцах, а периодически на реальных деталях
В последние годы, с целью уменьшения деформаций деталей, внедрено проведение первой (с цементации) закалки в среде эндогаза с подачей газообразного азота.
Сами тела скольжения или качения также изготавливаются из различных материалов, так шарики и ролики изготавливаются из стали 55СМФА, вкладыши подшипников скольжения из бронзы или никелевых сплавов, нержавеющей стали ферритного класса, подверженной цементации, упорные подшипники из быстрорежущих сталей и твердых сплавов часть деталей предприятие изготавливает само, часть покупает. Некоторые поверхности подшипников скольжения на лапах наплавляются сплавами типа «стеллит» (сплав на основе кобальта). Наплавка осуществляется методом ацетиленово-кислородной наплавки и автоматизированной плазмовой наплавкой.
Даже когда термообработка деталей казалось бы сделана, впереди еще сварка.
Это происходит не за один проход и не за одну операцию. После сварки приходит очередь нарезать резьбу, но и тут снова металлургическая операция, высокий отпуск сварных швов в зоне нарезки резьбы, иначе в местах изменения твердости на резьбе получится волнистость, а это недопустимо.
Ну вот практически и все, осталось заполнить смазкой, установить детали для направления промывочной жидкости и испытать прочность швов методом гидроопресовки. Потом покраска, приемка и на буровую. А работают долота ООО «Унибуртехника» по всему миру.