Тип со стопорным кольцом или крестообразным штифтом? Окончательное сравнение долот для погружного бурения
Существуют значительные различия между типом стопорного кольца и типом крестообразного штифта погружных буровых долот с точки зрения конструкции, приспособляемости к условиям работы и характеристик обслуживания. Эти различия напрямую определяют приоритет их применения в различных сценариях бурения. Ниже приведено сравнение с технической точки зрения, а основные преимущества и недостатки двух типов буровых долот отсортированы в сочетании с инженерной практикой:
I. Анализ основных технических отличий
(I) Принцип конструкции ■ Тип стопорного кольца: имеет разъемную разъемную конструкцию, состоящую из двух полустопорных колец, распределенных симметрично по оси, и реализует двойное позиционирование посредством внутренней и внешней ступенчатой конструкции - внешний круг малого конца точно совпадает с внутренней кольцевой полостью переднего шарнира пневмоударника, а торец большого конца снабжен направляющей втулкой для формирования жесткой соединительной базы. ■ Тип крестообразного штифта: опираясь на предварительно установленные отверстия для штифта буровой коронки и пневмоударника для вставки крестообразного штифта для формирования механического ограничения, некоторые модели оснащены устройством "hблокировка + весна + резиновый стержень"h стопорения, а функция противоскольжения реализуется посредством жесткого соединения штифта.
(II) Характеристики установки и обслуживания ■ Тип стопорного кольца: для установки требуется последовательно вставить полустопорное кольцо и завершить шлицевое зацепление, а процесс разборки происходит в обратном порядке; оптимизированная конструкция пневмоударника DTH позволяет добиться эффективной загрузки и разгрузки, но этапы все еще сложнее, чем у типа с крестообразным штифтом. ■ Тип с крестообразным штифтом: операция чрезвычайно проста, нужно только вставлять и вынимать крестообразный штифт; но когда крестообразный штифт заржавел, деформировался или стопорное устройство вышло из строя, легко вызвать разборку и заклинивание, а сложность обслуживания резко возрастает.
(III) Сравнение механических свойств
■ Тип стопорного кольца: большая площадь контакта и равномерное распределение нагрузки; новое ступенчатое стопорное кольцо сокращает общую длину буровой коронки и снижает вес, одновременно увеличивая выходную мощность оборудования и снижая риск концентрации напряжений. ■ Тип крестообразного штифта: в основном несет нагрузку на сдвиг, а энергия пневмоударника DTH напрямую передается на буровую коронку через крестообразный штифт, но концентрация напряжений очевидна, и крестообразный штифт подвержен износу, деформации или даже поломке.
2. Анализ адаптивности сценариев применения:
При бурении твердых пород горизонтальный штифтовой тип демонстрирует три основных преимущества:
■ Стабильность соединения: жесткая конструкция штифтового соединения выдерживает высокие ударные нагрузки и крутящий момент, предотвращая выпадение сверла; тип зажимного кольца имеет риск ослабления соединения в экстремальных условиях.
■ Эффективность передачи энергии: путь передачи сдвигающей нагрузки короткий, энергия удара достигает бурового долота напрямую, а эффективность дробления повышается примерно на 15–20 % по сравнению с типом с зажимным кольцом.
■ Поддержание точности позиционирования: при строгом контроле точности отверстий под штифт отклонение от вертикальности сверлильного отверстия можно контролировать в пределах 0,5°, что лучше, чем дефект смещения, вызванный силой реакции зажимного кольца.
3. Предложения по выбору инженерных решений:
В реальных условиях применения выбор сверл должен быть тщательно продуман:
■ Геологические условия: горизонтальный штифтовой тип предпочтителен для твердых скальных пород, а зажимной кольцевой тип можно использовать для средних и мягких скальных пород;
■ Адаптируемость оборудования: соответствует ли конструкция конструкции погружного пневмоударника шагу зажимного кольца или расположению отверстия под штифт;
■ Контроль затрат: стоимость обслуживания и замены горизонтального штифта высока, но преимущество эффективности может сократить период строительства. Рекомендуется собирать данные с помощью пробного бурения на месте и динамически оптимизировать план выбора на основе точности бурения, показателей энергопотребления и срока службы компонентов.
