Режуще-шарошечные долота

Режуще-шарошечные долота представляют собой одно из наиболее перспективных направлений разработки породоразрушающего инструмента. Этот вид оборудования предполагает сочетание в конструкции режущих элементов и шарошек. Несмотря на активную работу в этом направлении как отечественных, так и зарубежных компаний, устройства подобного типа еще не выпущены в серийное производство.

В качестве возможных способов реализации конструкции режуще-шарошечных долот рассматривались различные варианты, однако одним из наиболее рациональных и надежных был признан вариант размещения лопастей между шарошками. При этом крепление режущих элементов может быть как жестким, так и предполагать возможность опоры на амортизирующий элемент, за счет чего обеспечивается осевое смещение резца.

При проведении работ с использованием опытных образцов удалось установить, что для жесткой фиксации режущего элемента желательно использование резьбового соединения с применением стопорного валика для защиты от разворота.

Во втором варианте реализации конструкции особого внимания требует разработка системы охлаждения долота. Выполненные в опытных образцах из резины амортизаторы при существенном нагреве теряют показатели прочности. При использовании данного материала необходимо обеспечить охлаждение стаканов, внутри которых помещены амортизаторы таким образом, чтобы температура в случае длительной циклической нагрузки, которая неизбежно возникнет в ходе работ, не превышала порог температурной устойчивости материала.

Для целей очистки забоя от фрагментов выбуренной породы в корпусе предусматривается продувочный клапан.

Принцип работы опытных образцов режуще-шарошечных долот заключается в том, что размещенные на небольшом отдалении от оси вращения резцы обеспечивают создание опережающего забоя, в результате чего снижается показатель прочности буримой породы. Таким образом шарошки эффективно разрушают периферийную часть забоя, а центральные резцы изнашиваются незначительно.

В ходе конструкторских испытаний эффективность применения таких долот при работе с породами средней крепости в среднем на 15% выше аналогичного показателя шарошечных, а скорость бурения до 1,5 раз выше. Кроме того, разработка режуще-шарошечных долот позволит снизить расходы на приобретение породоразрушающего инструмента за счет возможности проведения перезаточки или замены изношенных резцов на новые вместо полной замены инструмента.