ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗНОСА И ПОЛОМОК РЕЖУЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ ШАРОШЕЧНЫХ ДОЛОТ Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

УДК 622.243.051

ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗНОСА И ПОЛОМОК РЕЖУЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ

ШАРОШЕЧНЫХ ДОЛОТ

Комилов Толиб Олимович PhD, и.о. доцент Ташкентского государственного Технического университета имени Ислама Каримова

Ашуров Бобиржон Набижонович PhD, и.о. доцент Ташкентского государственного Технического университета имени Ислама Каримова

Отажонов Бахром Отабоевич старший преподаватель Ташкентского государственного Технического университета имени Ислама Каримова

Бегижонов Илхом Иноятуллоевич ассистент Ташкентского государственного Технического университета имени Ислама Каримова

komilovtolib87@yandex.ru

Annotatsiya. Chet elda burg'ilash texnologiyasi va texnikasini rivojlantirishning zamonaviy bosqichi burg'ilash usullarining texnologik imkoniyatlari, shuningdek ularni amalga oshirish uchun ishlatiladigan texnik vositalar va universalligini kengaytirish tendensiyasi bilan tavsiflanadi. Bunga turli xil burg'ilash usullari yoki dolotolari bilan bir xil quduqlarni burg'ilashni o'rganish orqali erishiladi. Maqolada dolotoning konstruksiyasi xususiyatlariga qarab tishlarining chiqib ketishi, elementlarining yemirilish va sinishini bashorat qilish va ishlatilgan materiallarga qarab sharoshkali dolotoning ishchi qismlari o'rganilgan.

Annotation. The current stage of development of drilling equipment and technology abroad is characterized by a tendency to expand the technological capabilities and versatility of both drilling methods and technical means used for their implementation. This is achieved by studying and researching a combination of different drilling methods or chisels in the same well. In the article, the prediction of wear and breakage of the cutting elements of the cutting-chipping type bits, depending on the design features of the bit, and the study of the operation of roller bits, depending on the materials used.

Аннотация. Развитию техники и технологии бурения за рубежом характерна тенденция расширения технологических возможностей и универсальности как способов бурения, так и технических средств, применяемых для их реализации. Это достигается изучением и исслодованием комбинацией в одной и той же скважине различных способов бурениями или долотами. В статье прогнозирован износ и поломок режущих элементов долот режуще-скалывающего типа в зависимости от конструктивных особенностей долота, и исследование эксплуатации шарошечных долот в зависимости от применяемых материалов.

Kalit so'zlar. kesish-parchalash, doloto, sharochkali doloto, ishlatish, sirpanish.

Keywords. cutting and chipping, chisels, roller chisels, operation, sliding.

Ключевые слова. Режуще-скалывающий, долота, шарошечные долота, эксплуатация, скольжение.

Основным породоразрушающим инструментом, которым в настоящее время бурится свыше 80 % скважин на открытых горных работах, являются шарошечные долота.

Шарошечные долота представляют собой наиболее универсальный породоразрушающий буровой инструмент, поскольку область его применения охватывает практически все многообразие горных пород: от очень мягких до очень крепких [1].

Долговечность шарошечного долота во многом зависит от стойкости подшипниковых опор шарошек. Опоры шарошек изготавливают: на подшипниках с телами качения и одном или более упорных подшипниках скольжения или без упорных подшипников скольжения - В; подшипниках с телами качения и одном или более упорных подшипниках скольжения и герметизацией опоры - ВУ; одном радиальном и одном или более упорных подшипниках скольжения (остальные подшипники с телами качения) - Н; одном радиальном и одном или более упорных подшипниках скольжения (остальные подшипники с телами качения) и герметизацией опоры - НУ; двух или более радиальных подшипниках скольжения с одним или более упорным подшипником скольжения - А; двух или более радиальных подшипниках скольжения с одним или более упорным подшипником скольжения и герметизацией опоры - АУ [2].

Тяжелые горнотехнические условия работы инструмента (гидроабразивная среда, высокие режимные параметры) заставляют делать выбор материала для изготовления каждого элемента долота дифференцированно [3]. В настоящее время существует множество заводов-изготовителей, предлагающих заказчику большое разнообразие инструмента. Доминирующим и зарекомендовавшим себя на рынке производителем шарошечных долот является ОАО «Волгабурмаш». Для изготовления долот азличных типоразмеров на ОАО «Волгабурмаш» применяются разные стали (табл. 1).

Таблица 1

Стали, применяемые для изготовления долот ОАО «В Золгабурмаш»

Наименование деталей Диаметр долота, мм Марка стали Номер технических условий

Шарошка < 187,3 190,5 215,9-295,3 311,1 и более 17НЗМА-Ш 17НЗМА-ВД 16ХНЗМА-ВД 18ХНЗМА 3-938-75 14-1-8-71 14-1-8-71 3-850-74

Лапы < 187,3 190,5-295,3 311,1 и более 14ХНЗМА-Ш 14ХНЗМА- ВД 142НЗМА 3-938-75 14-1-8-71 3-850-74

Шары и ролики всех размеров 55СМ5ФА-ШД 14-14-71

Кроме ОАО «Волгабурмаш» и ОАО «Уралбурмаш», шарошечные долота выпускает Дрогобычский завод (Украина) и ряд новых заводов. В последнее десятилетие на рынке стали появляться долота иностранных фирм.

Шарошечные долота эксплуатируются в крайне тяжелых горнотехнических условиях (гидроабразивная среда, высокие режимные параметры).

Факторами, определяющими рациональный режим бурения, являются осевые усилия на долото, частота вращения инструмента и условия удаления разрушенной породы из забоя скважины. Режимные параметры зависят не только от крепости породы, но и от типа и диаметра долота [4-6]. Для зарубежных шарошечных долот (фирма «Бейкер-Хьюс», США) рекомендуемые режимные параметры незначительно отличаются от режимных параметров, рекомендуемых для эксплуатации отечественного бурового инструмента. Стоимость буровых работ на вскрыше и добыче полезных ископаемых на

Qurilish уа Та '¡Ш Итгу ]игпаИ

3-рМ, 3-8оп 83

Ы1р$://1игпа1дигШ$ЫаНт.и2/

рудниках расход на ШД в себестоимости составляет около 40 %, а это значит, что снижение затрат на буровые работы связано, в первую очередь, с необходимостью уменьшения расходов на шарошечные долота. При изучении на примере Ангрена влияния долота во время бурения на показатели рабочего состояния при учете недостаточной квалификации бурового мастера или других факторов были выявлены следующие обстоятельства.

Слом зубков (рис. 1). Слом зубков на шарошках заподлицо.

Причины:

- слишком высокие обороты вращателя;

- трещиноватые, разрушенные породы во время бурения или забуривания скважины;

- неправильный выбор долота;

- перемежаемость пород с включением очень крепких пород.

Рис. 1. Слом зубков

Выпадение зубцов (рис. 2). Выпадение твёрдосплавных зубков из тела шарошки. Причины:

- наличие металла на забое скважины; эрозия матрицы шарошки;

- наличие трещин в шарошке, как следствие ослабления натяга зубков;

- превышение рекомендуемых нагрузок на долото;

- сложные условия бурения.

Рис. 2 Выпадение зубцов

Истирание зубков по высоте (рис. 3). Зубки имеют плоский износ, низкая скорость

бурения.

Причины:

- завышенная нагрузка на долото;

- свойства сплава зубков не соответствуют свойствам разбуриваемых пород;

- изменились свойства разбуриваемых пород за счет крепких, абразивных включений;

- слишком высокие обороты вращателя;

Данный вид износа может характеризоваться как нормальный при высоких показателях проходки и часовой стойкости данного долота.

Рис. 3. Истирание зубков по высоте

Тепловое разрушение зубков (рис. 4). На поверхности зубков появляется характерный вид износа «Змеиная кожа». Часто это является причиной поломки зубков.

Причины:

- свойства сплава зубков не соответствует категории разбуриваемых пород;

- одновременное нагревание твердосплавных зубков в процессе бурения и охлаждение водой, нагнетаемой в скважину с воздухом и поступающей в скважину с притоком грунтовых вод.

Рис. 4. Тепловое разрушение зубков

В табл. 2. приведены основные причины отказов вращающегося оборудования.

Таблица 2

1. Дефекты изготовления 2-10 %

2. Естественный износ 5-25 %

3. Дефекты монтажа 10-50 %

4. Ошибки при текущем обслуживании и ремонте 10-50 %

5. Эксплуатация с нарушением требований ТУ 5-70 %

В итоге можно сделать вывод, что шарошечные долота являются дорогостоящим инструментом с разным сроком службы его элементов, а доля затрат на бурение и буровой

Qurilish va Ta 'lim ilmiy jurnali 3-jild, 3-son https://iurnal.qurilishtalim.uz/

85

инструмент составляют 20-40 %, а в отдельных условиях превышают 50 %. Поэтому стали появляться в продаже шарошечные долота иностранных производителей, например, США, но спросом пользуются Российские. Таким образом, было доказано, что повышение квалификации буровых мастеров и соблюдение режима бурения позволят добиться снижения затрат при обеспечении качества бурения.

ЛИТЕРАТУРА

1. Подэрни Р.Ю. Анализ конструкций и технологических возможностей современных станков вращательного бурения взрывных скважин на открытых работах // Горная техника. 2008.

2. В.Д.Буткин, И.И. Демченко «Буровые машины и инструменты»

3. под ред. В.А. Перетолчина.Техника, технология и опыт бурения скважин на карьерах / М.: Недра, 1993. 286 с.

4. Каталог «эффективность эксплуатации новых буровых станков» новое здание.

5. Буровое оборудование: Каталог-справ.

6. Каталог "РУДГОРМАШ"