Шарошкалы қашаулар

Ұңғыны бұрғылау үрдісінде көп қолданылатыны шарошкалы қашаулар, олар тұтас және сақиналы түптерге де арналып шығарылады. Тұтас түпті ұңғыны бұрғылауға арналған қашаулар шарошка санына қарай бір, екі, үш, төрт және көп шарошкалы болып бөлінеді. Қашау шарошкалары үш түрге топталады:

- фрезерлі тісті (М, МС, С, СТ, ТК түріндегі қашаулар үшін);

- салынбалы қатты балқымалы тістер (МЗ, СЗ, ТЗ, К, ОК түріндегі қашаулар үшін);

- салынбалы және фрезерлі тісті МСЗ түріндегі қашуға арналған.

Жуу арналарының орналасу және тағайындалуына байланысты қашаулардың келесі түрлері жасалынады:

- орталықтан жуу – Ц;

- бүйірден (гидромониторлы) – Г;

- орталықтан үрлеуші – П (продувной);

- бүйірден үрлеуші – ПГ.

Қашаулардың құрылымдық ерекшеліктері тербеліс мойын тіректерінде–В, ал екі және одан көп сырғанау мойын тіректерінде – А, бір сырғанау мойын тірегінде (қалғаны тербелу) – Н түріндегі тіректер жасалынады. Егер шарошка тіректері саңылаусыздандырушы қосымша сақиналармен бекітілсе және майлауға арналған резервуары болса онда У әрпі қойылады.

МЕСТ-20692-75 бойынша бұрғы қашауларының диаметрлері 46 мм-508 мм 39 түрі шығарылады. Ең көп қолданылатыны 190,5 мм және 214 (215,9) диаметрлі қашаулар.

Бұрғылау кезінде қашау диаметрлері тағайындалуына, құрылымына және түріне қарамастан бұрғылау тізбегінің диаметрімен сәйкес болуы керек. Бұрғылау қашауларының көрсеткіштері шартты белгілермен көрсетіледі. Мысалға Ш-469,9, СЗ-ГНУ қашауы – саңылаусыздандырушы тығыздағыш сақиналы бір сырғанау мойын тіректі, бүйірден жуатын, орташа қаттылықтағы тау жыныстарын бұрғылауға арналған, диаметрі 469,9 мм үш шарошкалы екенін білдіреді. Сол сияқты АҚШ лицензиясы бойынша шығарылған Ш-469,9 СЗ-ГНУ-Р16 қашауы - Р – импортты лицензия, 16 – жинау нөмірін білдіреді.

Қашаулар тұтас және пісірілген корпуспен жасалынады. Тұтас корпусты қашаулар құйылады және оларға қалақшалар пісіріледі. Корпуста жуу сұйығы берілетін арнайы тесіктер болады. Корпусты құрылымдар 394 мм жоғары қашауларда қолданылады.

Пісірілген корпусты қашаулар секциялы болып жасалынады. Секциялы қашаулар (1 сурет) алдын ала жиналған секциялардан пісіріледі, олардың саны шарошка санымен тең болады. Шарошканың айналу өсі мен қашау өсі арасындағы бұрыш 52...57⁰.

1 сурет. Секциялы қашау

Шарошкалы қашаудың жұмыс жасау үрдісін қарастырайық (2 сурет).

Шарошка түпте айналып жатып алдымен 1-тіске, сонаң соң 2-тіске тіреледі. Шарошка 1-тіске тірелгенде статикалық күш әсер етеді және ұңғы түбі соңы тістен қажалады. Келесі моментке айналып, шарошка бұрылғанда тістің түпке соқтығысуы болады және корпус төмендейді, сонан соң шарошка g/2 бұрышқа бұрылғанда қайтадан төмендейді. Көтерілу биіктігі тістер саны мен тау жыныстарының механикалық қасиеттеріне тәуелді болады. шарошканы айналдырғанда тістердің түпке статикалық және динамикалық әсер етуі болады. Бірақ шарошка тек өз өсінен айналып қана қоймай, сонымен бірге қашауға салыстырмалы түрде қиын қозғалыстар жасайды.

Бірақ шарошка тек қана өзінің осі бойынша айналып қоймайды, бірақ қашау да өте ауыр күрделі қозғалыстар жасайды. Осы қозғалыстарды 2 суреттен көруге болады.

Шарошканың айналу жылдамдығының векторы қашау v_Д осіне сәйкес келетін болса, онда айналу жылдамдығының векторы өзінің осіне v_шо сәйкес келеді. Осы векторларды салыстыра отырып, шарошка қозғалысының v_ша абсолютті жылдамдық векторын аламыз. Егер шарошка остері S шамасына қиылыспағанда, онда ұңғы түбінде жатқан ұңғылардың барлығын жылжымайтын ретінде қарастыруға болады. ав жатқан нүктелер қозғалыста және а¹в¹ жылдамдығы бар. Осы аймақтар соммасының ұңғы түбінің аймағына қатынасын сырғанау коэффициенті деп атайды.

2 сурет. Шарошкалы қашаулар және олардың қозғалысы.

Сырғанау коэффициенті бұрғылау үрдісіне және қашаудың қажағыштығына әсер етеді. ао сызығы бойынша тістердің орналасуы кезінде тістердің желінуі арты бойынша, ов сызығы бойынша алды бойынша желінеді. Қашауда жуу тесіктерінің орналасуынан тәуелді болады, ортадан және бүйірінен ұңғының түбін жуу байқалады.

Ортадан жуу кезінде саңылау шарошка корпусының центрінде үңгіленеді. Жуу сұйығының ағыны ұңғы түбінің центріне бағытталған және өте жақсы тазартады, сол сәтте периферийлі аймақ өте нашар тазаланады және қашаудың периферийлі бөлігінің үдемелі қажағыштық болады. Сондықтан қашауда ұңғының түбін жуу үшін саңылау болуы қажет, ол саңылауларда шарошка орналасқан. Осы жағдайда жуу сұйығының ағыны шарошка арасымен бағытталып өтеді және шламнан ұңғы түбін тағалау дәрежесі ұлғаяды. Осыдан басқа, ағынның жалдамдығын ұлғайту үшін жуу саңылаулары сопламен армирленеді, олар шығарда ұлғаяды. Аталған сопла гидромониторлы сопла. Осындай жуу гидромониторлы жуу деп аталады. Мынадай қашау құрылымдары бар, саңылаулардың біраз бөлігі ұңғы түбіне бағытталған, қалғаны құбырдың сыртындағы кеңістік ұңғының түбіне бағытталған. Осындай жуу эжекторлы деп аталады.

Шарошка корпусын құрамында никель, хром, марганец және вольфрам бар, яғни өте үлкен жүктемені көтеретін берік (12ХН2; 12ХН3; 18ХН2В; 20ХНМА) болаттардан жасайды.

Тістері және гидромониторлы сұғындырмалары вольфрам карбиді мен титан негізіндегі материалдардан жасалынады.