В области бурового оборудования шарошечные долота являются основными компонентами для разрушения горных пород и бурения. Однако, несмотря на то, что оба являются шарошечными долотами, шарошечные долота с направляющими, специально разработанные для горизонтально-направленного бурения (ГНБ), и долота, используемые для строительства вертикальных стволов (вертикальная скважина/шахтный вал), сильно различаются по конструктивному исполнению и внешнему виду из-за существенных различий в адаптированных условиях их работы. Для специалистов по бурению и покупателей понимание этих различий не только позволяет быстро сделать выбор, чтобы избежать ошибок, но и углубляет понимание основной логики отрасли: «оборудование адаптируется к условиям работы». Сегодня мы разберем различия между ними по двум ключевым аспектам: структуре и внешнему виду.
I. Шарошки с направляющими HDD: созданы для «гибкого рулевого управления», компактны по конструкции и внешнему виду
Основным требованием к конструкции ГНБ является «точное управление и криволинейное бурение». Например, при прокладке муниципальных трубопроводовсверлонеобходимо обойти подземные препятствия и следовать по заданной траектории. Эти рабочие условия определяют, что конструкция и внешний вид шарошечных долот с направляющими должны быть ориентированы на «гибкость и управляемость». С точки зрения конструкции, основными конструктивными особенностями шарошечных долот с направляющими являются «компактность + усиление рулевого управления». Большинство из них используют схему с тремя роликовыми конусами, но в целом роликовые конусы расположены более плотно и компактно. Некоторые модели имеют эксцентриковую конусную конструкцию, которая может легко генерировать боковую силу в сочетании с рулевым двигателем для точной настройки траектории. Система подшипников является его основным силовым компонентом, в ней используются герметичные подшипники, устойчивые к боковым нагрузкам, с немного большей осевой длиной и меньшим внешним диаметром, которые могут выдерживать переменные нагрузки, вызванные частым рулевым управлением, и избегать растрескивания или заклинивания подшипников. Самое главное, что сбоку или сзади сверла встроены 1-2 направляющие пластины (направляющие крылья), изготовленные из износостойкого твердого сплава, которые могут не только прилегать к стенке отверстия для стабилизации направления, но и уменьшать тряску во время сверления. Конструкция зубьев ориентирована на «износостойкость и адаптируемость», в основном короткие и толстые.фрезерованные зубы(стальные зубья) или вставные зубья небольшого размера, с высотой зуба 3-8 мм и плотным расстоянием между зубьями, подходящие для соскабливания и измельчения таких образований, как глина, песок, выветрившаяся порода. Конструкция проточного канала также чрезвычайно проста, с 1-2 водяными глазками большого диаметра, что дает приоритет обеспечению сброса шлама и предотвращению закупорки. По внешнему виду шарошечные долота с направляющей очень узнаваемы. В целом они имеют форму «тонкого стержня» с большим соотношением общей длины к диаметру, а общий диапазон диаметров составляет 150-400 мм. Такая форма позволяет сверлу гибко вращаться в изогнутых участках отверстия без заедания. Выступающие боковые направляющие пластины являются наиболее интуитивно понятным идентификатором; Торцевая поверхность сверла плоская, без видимых отверстий для сопел, только простые канавки для каналов потока. Поверхность в основном покрыта светло-серым или желтым износостойким покрытием, которое является относительно тонким. Маркировка продукта четко указывает «тип направляемого», «специальное использование жесткого диска», радиус кривизны и другие параметры для быстрой идентификации.
II. Шарошечные долота с вертикальным валом: созданы для «разрушения горных пород под высоким давлением», толстые и прочные по структуре и внешнему виду.
Основным требованием к конструкции вертикальных стволов (таких как шахтные стволы и вертикальные скважины для нефтяных скважин) является «эффективное разрушение горных пород и выдержка высокого давления при бурении». Траектория бурения в основном вертикальная, а требования к гибкости рулевого управления относительно невелики. Эти рабочие условия определяют, что конструкция и внешний вид шарошечных долот с вертикальным валом должны быть построены на основе «прочности и эффективности».
С точки зрения конструкции, основная конструкция шарошечных долот с вертикальным валом заключается в «усилении несущей способности + улучшении разрушающей способности». В большинстве случаев используются 3 роликовых конуса (модели большого диаметра могут достигать 4 роликовых конусов), при этом роликовые конусы расположены центрально-симметрично.роликовые конусыимеют больший диаметр и более широкую ширину зубчатого кольца, а вал роликового конуса имеет чрезвычайно высокую жесткость, которая может выдерживать десятки тонн осевого давления бурения. Подшипниковая система представляет собой композитную конструкцию, состоящую из сверхмощных роликоподшипников и плавающих подшипников, с большой радиальной толщиной и превосходной ударопрочностью, которая позволяет выдерживать сильные вибрации при разрушении твердых пород. Самое большое отличие от управляемогосверлаотсутствие рулевой структуры; Корпус бурового долота имеет прочную и толстую конструкцию, полностью ориентированную на разрушение горных пород. Зубы делятся на фрезерованные и вставные зубы большого размера. Фрезерованные зубья имеют высоту 10-15 мм и острые кончики зубьев, а вставные зубья изготовлены из крупнозернистого цементированного карбида толщиной 8-12 мм с коническим или клиновидным профилем зубьев, который разбивает твердую породу ударной силой. Конструкция проточного канала более сложная, с 3-6 форсунками высокого давления, распределенными по торцевой поверхности, которые могут распылять буровой раствор под высоким давлением для своевременного охлаждения компонентов и сброса шлама. С точки зрения внешнего вида, первое впечатление от шарошечных долот с вертикальным валом — «короткие, толстые и прочные», с небольшим соотношением общей длины к диаметру и диапазоном диаметров 200-600 мм и более. Модели большого диаметра похожи на толстые металлические диски, полные ощущения мощи. Три роликовых конуса имеют большую открытую поверхность с острыми и выступающими зубцами, а на торцевой поверхности хорошо видны многочисленные круглые отверстия для сопел. Некоторые модели оснащены красными или черными транспортировочными защитными колпачками. На поверхность нанесено толстое темно-серое или черное износостойкое покрытие, устойчивое к ударам и коррозии. Маркировка продукта будет указывать ключевые параметры, такие как «вертикальный вал специального назначения», «тип твердой породы» и «уровень давления бурения», подчеркивая его несущие и разрушающие свойства.
Краткое описание основных отличий: условия труда определяют форму
Проще говоря, шарошечные долота с направляющими являются «изысканными экспертами в рулевом управлении», в конструкции которых особое внимание уделяется рулевому управлению и сопротивлению поперечной силе, с тонким внешним видом и направляющими пластинами; Шарошечные долота с вертикальным валом — это «крепкие породоразрушающие гиганты», ориентированные на несущую нагрузку и эффективное разрушение горных пород по структуре, с коротким, толстым внешним видом и множеством сопел. Различия между ними, по сути, являются воплощением дифференцированной конструкции изделия, обусловленной различиями в условиях бурения. Освоение этих точек идентификации конструкции и внешнего вида может сделать инспекцию строительства на месте, закупку и выбор оборудования, а также популяризацию отраслевых знаний более эффективными и точными.