ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ НАГРЕВА ШАРОШЕЧНЫХ ДОЛОТ
При определении температуры нагрева шарошечных долот описанные выше термоипдикаторы были установлены в четырех долотах типа БИС. Термоиндикаторы вставляли в 12 больших и 9 малых роликов, для чего в теле каждого из них до закалки высверливали специальное отверстие. На каждую шарошку приходилось по одному — два экспериментальных ролика. Однако во избежание ошибок при определении температуры нагрева роликов при помощи термокрасок сначала необходимо было установить температуру нагрева элементов опоры в процессе сборки долота при сварочных работах.
Для этого во время сварки пальца и швов между лапами экспериментальных долот при помощи термопар измеряли температуру на поверхности большой беговой дорожки у козырька лап и на торцовой площади периферийных роликов. Было установлено, что при
сварке замковых пальцев на отдельных участках поверхности беговых дорожек трехшаротечных долот Б9С п БИС температура повышается до 480° С.
Чтобы предохранить термоиндикаторы от влияния сварки, экспериментальные долота при сборке лап погружали в ванны с водой и сваривали пальцы очень осторожно. При указанном способе максимальная температура нагрева поверхностей (полуавтоматическая сварка под слоем флюса, ток не более 300 а) долота БИС достигала 100—120° С. В результате этого цвет термочувствительных красок экспериментальных долот перед спуском их в скважину уже изменился; этот цвет соответствовал температуре, несколько меньшей 120° С, поскольку температура нагрева в камере термоиндикатора, очевидно, ниже, чем на поверхности контакта беговых дорожек п роликов.
Экспериментальные долота с термоиндикаторами испытывали в скв. 258 и 226 площади о. Песчаный при бурении пород балахан — ской свиты соответственно в интервалах глубин 2371—2414 лг и 2790—2806 м. Основные данные условий отработки экспериментальных долот с термоиндикаторами и показатели их работы приведены в табл. 42.
Таблица 42
|
После отработки экспериментальных долот опоры их шарошек разобрали и ролики с термоинднкаторами извлекли для исследования. Во время автогенной резки лап по швам шарошки с опорами также погружали в ванны с водой для предупреждения их перегрева. Когда разобрали опоры шарошек, то выяснилось, что из 21 экспериментального ролика 9 (5 больших и 4 малых) разрушены либо вследствие чрезмерных контактных нагрузок, либо в их камеру попал
Заводские номера долот |
Шарошки |
Количество роликов с термоиндикаторами |
Температура нагрева роликов, “С |
Марки термокрасок, изменивших цвет |
|||
больших |
малых |
больших |
малых |
на больших роликах |
на малых роликах |
||
3497 |
I |
1 |
1 * |
310 |
2а, 66,12,4,14,15 |
||
II |
I |
1 |
360 |
310 |
2а, 4,66,12, 14,15 |
2а, 4, 66,12,14 |
|
III |
1* |
||||||
3498 |
I |
1 |
1 * |
360 |
2а, 4, G6,12,14,15 |
||
II |
1 * |
1» |
_ |
_ , |
_ |
_ |
|
III |
1 * |
1 |
340 |
2а, 12, 15 |
|||
3499 |
1 |
1 |
1 |
340 |
310 |
2а, 12, 14,15 |
1а, 4, 66,12,14 |
11 |
1 |
— |
330 |
— |
2а, 4, 66,12,14 |
— |
|
III |
1» |
1 |
300 |
66,12,14,15 |
|||
349G |
I 11 111 |
1 1 1 * |
1 • 1 |
400 380 |
260 |
2а, 4, 12,14,15 1а, 4, 6б, 12.13.14 |
2а, 4,12,15 |
* Эти ролики либо разрушены, либо в их камеры попал раствор. |
раствор, что привело индикаторы в негодность. Изменившиеся цвета термокрасок вследствие этого расшифровывали по термоиндикаторам только 12 экспериментальных роликов (7 больших и 5 малых).
Результаты расшифровки термоиндикаторов даны в табл. 43. Из таблицы следует, что температура нагрева больших роликов достигла 310—400° С, а малых роликов 300—360° С. Очевидно, что температура нагрева на поверхностном слое больших и малых роликов, а также на беговых дорожках цапфы будет несколько выше, чем температура, зафиксированная термоиндикаторами.
Высокая температура нагрева больших роликов по сравнению с малыми может быть объяснена тем, что они подвергаются относительно большей контактной нагрузке. Аналогичный характер нагрева имеют и беговые дорожки шарошки.
Совершенно иная картина наблюдается при нагреве беговых дорожек цанфы. Будучи неподвижными, они контактируют с элементами тел качения постоянно по нижнему нагруженному участку, составляющему 1/8 — 1/4 части беговых дорожек. Этот участок подвергается значительным контактным нагрузкам и тепловым воздействиям, вследствие чего износ происходит в основном только по этому участку и здесь наблюдаются явления выкрашивания и тре — щинообразования.
В данной работе авторы впервые попытались осветить температурные условия работы долота на забое. Они не претендуют на полноту и точность высказанных положений. Очевидно, что детальное изучение этого вопроса представляет большой интерес для бурения, особенно сверхглубокого, где условия работы долота ухудшаются вследствие высокой температуры окружающей среды и повышенного сопротивления пород разрушению.