Введение
Проблемы повышения эффективности работы буровых шарошечных долот 13
1.1. Технико экономические показатели бурения скважин 13
1.2. Условия работы буровых шарошечных долот 19
1.3. Породоразрушающий инструмент отечественного производства 22
1.4. Породоразрушающий инструмент зарубежного производства 31
1.5. Анализ конструкций элементов шарошечных долот 37
1.5.1. Вооружение шарошечных долот 37
1.5.2. Опоры шарошечных долот 48
1.5.3. Герметизация опор шарошечных долот ; 60
1.5.4. Смазочные устройства буровых долот 81
1.6. Смазочные материалы для буровых долот 97
1.7. Условия работы и смазочные материалы лицензионных долот 104
1.8. Причины износа элементов узлов шарошечных долот 112
1.8.1. Износ вооружения шарошечных долот 112
1.8.2. Характер изнашивания опор шарошечных долот 118
1.9. Перспективы применения поликомпозиционных гальванических покрытий для повышения надёжности и долговечности деталей и узлов бурового инструмента 123
1.10. Постановка цели и задачи исследований 130
Выводы по разделу 1 131
Анализ работы шарошечных долот 132
2.1. Влияние технологических параметров процесса бурения на механическую скорость и проходку на долото 132
2.2. Методика прогнозирования времени работы долота на забое 142
2.3. Влияние технологических параметров процесса бурения на износ узлов долота 146
Вывод по рарделу 2 157
Оптимизация конструкторских характеристик шарошечных долот 158
3.1. Оценка контактной прочности вооружения долота 158
3.2. Анализ кинетических характеристик экспериментального долота 162
3.3. Расчёт усилий в опоре долота 171
3.4. Расчёт подшипников скольжения 175
3.5. Напряжённое состояние подшипника скольжения 181
3.6. Расчёт долговечности подшипников скольжения и уплотнений экспериментальных шарошечных долот 184
3.6.1. Долговечность подшипника скольжения 184
3.6.2. Долговечность упорного подшипника 186
3.6.3. Долговечность торцевого уплотнения 189
3.6.4. Долговечность радиального уплотнения 192
3.7. Температурный режим работы узлов трения долота 194
3.8. Система смазки шарошечных долот 201
Выводы по разделу 3 207
Разработка и исследование композиционных материалов для герметизации опор шарошечных долот 208
4.1. Композиционные материалы на основе резины 208
4.2. Выбор наполнителя для получения композиционного материала 211
4.3. Выбор способа обработки волокна 215
4.4. Исследование физико-механических свойств композиционных материалов 218
4.5. Стендовые испытания уплотнений шарошечных долот 224
Выводы по разделу 4 228
Разработка физико-математической модели кинетики процесса образования поликомпозиционных гальванических покрытий 229
5.1. Общая характеристика процесса образования покрытий 229
5.2. Образование покрытий по конвективно - миграционному механизму 234
5.3. Образование покрытий по конвективно - диффузионному механизму 235
5.4. Образование покрытий по механизму смешанной кинетики 236
5.5. Экспериментальное исследование физико - математической модели кинетики образования поликомпозиционных гальванических покрытий 239
5.5.1. Влияние природы электролита на количество включений частиц в покрытия 239
5.5.2. Влияние плотности тока на количество включений дисперсных частиц в покрытия 242
5.5.3. Влияние температуры электролита на количество включений дисперсных частиц в покрытия 243
5.5.4. Влияние толщины диффузионного слоя электролита на количество включений дисперсных частиц в покрытия 244
5.5.5. Влияние скорости седиментации на величину начальной концентрации порошка в электролите 246
5.5.6. Влияние скорости электрофореза на начальную концентрацию порошка в электролите 247
5.5.7. Влияние конвективной диффузии на выбор начальной концентрации порошка в электролите 249
5.6. Экспериментальная оценка физико-математической модели кинетики процесса образования покрытий 251
Выводы по разделу 5 253
Исследование технологических свойств электролита, физико-механических и износостойких свойств ПКГП М-АЬОз-МоЗг 255
6.1. Выбор электролита 255
6.2. Влияние дисперсной фазы на катодную поляризацию 257
6.3. Влияние концентрации порошков в электролите и режимов электролиза на выход покрытия по току 260
6.4. Исследование рассеивающей способности электролита 263
6.5. Зависимость микротвёрдости ПКГП N1-AI2O3-M0S2 от концентрации порошков в электролите и технологических режимов осаждения покрытий 265
6.6. Фазовый состав и структура ПКГП Ni - А1203 - M0S2... 269
6.7. Исследование тонкой структуры ПКГП Ni - AI2O3 - M0S2...278
6.8. Прочность сцепления ПКГП Ni - А1203- MoS2...280
6.9. Внутренние напряжения ПКГП Ni - А1203- MoS2 .283
6.10. Исследование износостойкости ПКГП Ni - AI2O3 - M0S2 284
Выводы по разделу 6 287
Конструкторская разработка шарошечного долота III 215,9 МС-ГАУ-НМ 290
7.1. Общая характеристика экспериментального шарошечного долота III 215,9 МС-ГАУ-НМ 290
7.2. Промысловые и стендовые испытания шарошечных долот III 215,9МС- ГАУ-НМ 304
Выводы по разделу 7 306
Основные выводы и рекомендации 307
Список используемых источников 310
