Исследование смазок для герметизированных опор шарошечных долот

Введение 3
1 Анализ буровых долот и типы их опор 7
1.1 Классификация буровых долот 7
1.2 Шарошечные долота 8
1.3 Тип опоры шарошечного долота 10
1.4 Трение и его влияние на смазку подшипников 11
2 Анализ смазочных материалов и существующих конструкций систем смазки
опор буровых долот 13
2.1 Классификация смазок для подшипников 13
2.2 Пластичные смазки 16
2.3 Проблемы выбора смазочных материалов для буровых долот 21
2.4 Конструкции систем смазки опор буровых долот 23
3 Анализ физико-механических и противоизносных свойств смазочных
материалов 42
3.1 Исследования физико-механических свойств 42
3.2 Исследования противоизносных свойств 50
3.3 Исследуемые смазочные материалы 54
3.4 Подготовка и проведение испытания 56
3.5 Результаты сравнительных испытаний 58
3.6 Обработка результатов 61
Заключение 64

Весь текст будет доступен после покупки

Актуальность работы
Бурение сегодня – единственный эффективный метод по разведыванию и наращиванию добываемых объемов нефти и газа. И один из главных элементов в подобных технологиях – долото. Именно долота разрушают горные породы, а поскольку существуют множество технологий бурения, то и видов бурильных долот разработано немало. Шарошечные долота являются самым распространенным видом бурового инструмента при бурении скважин.
Разрез скважины сложен различными по составу породами, обладающими различными свойствами. Их разрушают резанием, скалыванием, истиранием, дроблением. Характер разрушения зависит от твердости и пластичности пород. Мягкие и пластичные породы наиболее эффективно разрушать резанием, а твердые и хрупкие – дроблением. Поэтому породоразрушающий инструмент должен соответствовать механическим и абразивным свойствам пород.
Шарошечные долота имеют высокую разрушающую способность, как твердые, так и мягкие горные породы. Однако их скорость бурения не дает нам такого желаемого эффекта, который мы бы хотели получить. Поскольку при превышении скорости вращения и осевой нагрузки опоры шарошечного долота начинают разрушаться, что в свою очередь приводит к поломке.
Смазка улучшает скольжение и движение тел внутри подшипника. При этом она служит защитой от попадания грязи и пыли, особенно, если подшипник открытый, и защищает от коррозии.
В связи с этим, было предложено усовершенствовать смазочное вещество в опоре шарошечного долота, путем добавления в него многофункциональных присадок, что продлит срок службы долота.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Анализ буровых долот и типы их опор

1.1 Классификация буровых долот

Долото – основной вид породоразрушающего инструмента для механического разрушения горной породы в процессе бурения скважины. По назначению долота делятся на три класса: для бескернового бурения, колонкового бурения и для специальных целей.
По характеру разрушения горной породы долота можно классифицировать следующим образом:
- долота режуще-скалывающие – лопастные долота, предназначенные для разбуривания вязких и пластичных пород небольшой твердости (вязких глин, малопрочных глинистых сланцев и др.) и малой абразивности;
- долота дробяще-скалывающего действия – шарошечные долота, предназначенные для разбуривания неабразивных и абразивных пород средней твердости, твердых, крепких и очень крепких;
- долота режуще-истирающего действия – долота с алмазными и твердосплавными породоразрушающими вставками. Предназначены они для бурения в породах средней твердости, а также при чередовании высокопластичных маловязких пород с породами средней твердости и даже малоабразивными твердыми [3].

1.2 Шарошечные долота

Буровое шарошечное долото является наиболее распространенным породоразрушающим инструментом для проводки глубоких нефтяных и газовых скважин, а также для бурения скважин горнорудной промышленности.
Шарошечные долота выпускаются в наибольшем ассортименте по числу их типов, разновидностей, серий и модификаций [4].
Преимущества, которыми обладают шарошечные долота:
- сравнивая площади контакта шарошечных долот и лопастных с забойной площадкой, следует отметить, что площадь взаимодействия первых значительно меньше, но величина длины их рабочих кромок больше. Эта характеристика позволяет значительно повышать эффективность разрушения горных пород;
- вооружение шарошечного долота испытывает перекатывание по площади забоя, а лезвие лопастного долота оказывает скользящее действие на породу, вследствие такого свойства интенсивность износа зубцов шарошек ниже интенсивности износа лезвий лопастных долот;
- из-за того, что шарошки перекатываются по забойному пространству крутящий момент, воспринимаемый долотом, относительно невелик. Это способствует минимизации опасности заклинивания шарошечного долота [21].
Количество шарошек инструмента определяет условия его применения. Например, одношарошечные рекомендовано вводить в эксплуатацию для бурения скважин на большую глубину; двухшарошечные долота можно использовать в геологоразведке; трехшарошечные – при бурении скважин на нефть и газ; а четырехшарошечные долота используются при работе в сложных условиях. В отечественной промышленности в настоящее время выпускаются одно-, двух- и трехшарошечные буровые долота.
По многочисленным условиям производственных работ выявлено, что в большинстве случаев бурение скважин осуществляется трехшарошечными буровыми инструментами [9].

Весь текст будет доступен после покупки

-

Весь текст будет доступен после покупки