Том 336 № 9 (2025)

DOI https://doi.org/10.18799/24131830/2025/9/4768

Использование промежуточных элементов из сплавов с термоупругими фазовыми превращениями для фиксирования зубьев в шарошках буровых долот

Актуальность. Одним из проблемных элементов конструкций шарошечных долот является сопряжение зубьев и шарошки. Известно, что на первых этапах бурения возможно выпадение зубьев, что, в свою очередь, снижает эффективность долота, а наличие на забое скважины элементов шарошечного долота с твердостью, равной твердости самого инструмента, приводит к быстрому выходу из строя и влечет за собой издержки, связанные с внештатными ремонтно-профилактическими работами и устранением неполадок. Цель. Поднимается вопрос об увеличении надежности фиксации твердосплавного вооружения шарошечных долот путем применения промежуточных элементов, выполненных из сплавов с термоупругими фазовыми превращениями. Методы. Руководствуясь принципом эффективного использования явлений эффекта памяти формы и псевдоупругости (сверхэластичности), свойственных данному классу материалов, был произведен анализ условий работы шарошечных долот, разработана конструкция, позволяющая изменить принцип монтажа зубьев в шарошки долота, подобран оптимальный сплав никелида титана, проведены испытания, подтверждающие положительный эффект от предлагаемого метода. Предлагается использование для фиксации зубьев в шарошке бурового долота переходных фиксирующих элементов, изготовленных из сплавов с термоупругими фазовыми превращениями и имеющих геометрические особенности, позволяющие обеспечить фиксацию зубьев с фиксирующим элементом и шарошкой за счет геометрии, представляющей собой конусное или фрикционно-конусное соединение. Оборудование. В процессе работ были использованы: прибор для проведения съемки рентгенофлуоресцентного анализа Shimadzu EDX-8000, дифрактометр рентгеновский Shimadzu XRD-7000, 3D-cкaнeр со структурированным подсветом RаngеVisiоn DIY, испытательная машина на растяжение Instron 8801. Результаты и выводы. На основании проведенных испытаний был сделан вывод, что подобранные метод монтажа, материал и конструкция позволят увеличить надежность фиксации твёрдосплавных зубьев и, как следствие, увеличить проходку на одно долото, и уменьшит риск нештатной ситуации. Это, в свою очередь, будет способствовать сокращению материальных и временных затрат, закладываемых на этапе проекта строительства скважин.

Ключевые слова:

термоупругие фазовые превращения, эффект памяти формы, псевдоупругость/сверхэластичность, шарошечные долота, никелид титана, буровое оборудование

Авторы:

Эътибар Юсиф Оглы Балаев

Михаил Анатольевич Самарин

Никита Андреевич Шостак

Скачать pdf

Для оптимальной работы сайта журнала и оптимизации его дизайна мы используем куки-файлы, а также сервис для сбора и статистического анализа данных о посещении Вами страниц сайта (Яндекс Метрика). Продолжая использовать сайт, Вы соглашаетесь на использование куки-файлов и указанного сервиса.