tumnigИзвестия высших учебных заведений. Нефть и газOil and Gas Studies0445-01083033-8174Industrial University of Tyumen10.31660/0445-0108-2020-2-60-68tumnig-832Research ArticleБУРЕНИЕ СКВАЖИН И РАЗРАБОТКА МЕСТОРОЖДЕНИЙDRILLING OF WELLS AND FIELDS DEVELOPMENTРазработка и испытания шарошечного долота с новым расположением зубков по шарошкамDevelopment and testing of rolling cutter bit with a new arrangement of teeth on the ballsПяльченковВ. А.PyalchenkovV. A.

Пяльченков Владимир Алексеевич, к. т. н., доцент кафедры прикладной механики

г. Тюмень

Vladimir A. Pyalchenkov, Candidate of Engineering, Associate Professor at the Departmen of Applied Mechanics

Tyumen

pial228@rambler.ruПяльченковД. В.PyalchenkovD. V.

Пяльченков Дмитрий Владимирович, к. т. н., доцент кафедры бизнес-информатики и математики

г. Тюмень

Dmitry V. Pyalchenkov, Candidate of Engineering, Associate Professor at the Department of Business Informatics and Mathematics

Tyumen

Тюменский индустриальный университетРоссияIndustrial University of TyumenRussian Federation202002062020026068Copyright © Пяльченков В.А., Пяльченков Д.В., 20202020Пяльченков В.А., Пяльченков Д.В.Pyalchenkov V.A., Pyalchenkov D.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://tumnig.tyuiu.ru/jour/article/view/832

Исследованиями установлено, что осевая нагрузка, приложенная к долоту, распределяется по венцам шарошек неравномерно. Наиболее загруженными являются средние венцы. Величина осевого усилия, воспринимаемая отдельным венцом, связана с деформацией деталей шарошечного узла. Уменьшить неравномерность загрузки венцов можно за счет смещения их по шарошке вдоль радиуса долота, располагая их так, чтобы вертикальная линия, проходящая через центр нижнего шарика замкового подшипника, проходила через середину зазора между венцами соседних шарошек. Долота с новым вариантом размещения зубков по шарошкам были испытаны на стенде и в промышленных условиях. У долот данной конструкции осевая нагрузка распределялась по венцам более равномерно, что позволило повысить показатели эффективности их работы.

Research has found that the axial load applied to the bit is distributed unevenly along the crowns of the balls. The middle crowns are the busiest. The value of the axial force perceived by a separate ring is associated with the deformation of the details of the ball joint. You can reduce the uneven loading of crowns by shifting them along the ball along the radius of the bit, placing them so that the vertical line passing through the center of the lower ball of the lock bearing passes through the middle of the gap between the crowns of neighboring balls. The bits with the new option of placing the teeth on the balls were tested on the stand and in industrial conditions. For the bits of this design, the axial load was distributed more evenly over the crowns, which allowed increasing the efficiency of their work.

бурениедолотошарошкавооружение шарошкиопоранагрузкаwell drillingbitrollercutting structures of rollersupportloadReferencesМокшин А. С., Владиславлев Ю. Е., Комм Э. Л. Шарошечные долота. ‒ М.: Недра, 1971. – 216 с.Mokshin, A. S., Vladislavlev, Yu. E., & Komm, E. L. (1971). Sharoshechnye dolota. Moscow, Nedra Publ., 216 p. (In Russian).Беликов В. Г., Посташ С. А. Рациональная отработка и износостойкость шарошечных долот. – M.: Недра, 1972. – 160 с.Belikov, V. G., & Postash, S. A. (1972). Ratsional'naya otrabotka i iznosostoykost' sharoshechnykh dolot. Moscow, Nedra Publ., 160 p. (In Russian).Долговечность буровых долот / В. Н. Виноградов [и др.]. ‒ М.: Недра, 1977. – 256 с.Vinogradov, V. N., Sorokin, G. M., Pashkov, A. N., & Rubarkh, V. M. (1977). Dolgovechnost' burovykh dolot. Moscow, Nedra Publ., 256 p. (In Russian).Симонов В. В., Выскребцов В. Г. Работа шарошечных долот и их совершенствование. – М.: Недра, 1975. – 240 с.Simonov, V. V., & Vyskrebtsov, V. G. (1975). Rabota sharoshechnykh dolot i ikh sovershenstvovanie. Moscow, Nedra Publ., 240 p. (In Russian).Беляев А. И. Исследование технологических процессов сборки шарошек буровых долот с твердосплавным вооружением: дис. … канд. техн. наук. – М., 1977. – 205 с.Belyaev, A. I. (1977). Issledovanie tekhnologicheskikh protsessov sborki sharoshek burovykh dolot s tverdosplavnym vooruzheniem. Diss. kand. tekhn. nauk, 205 p. (In Russian).Богомолов Р. М. Исследование работоспособности твердосплавного вооружения шарошечных долот: Автореф. дис. канд. техн. наук. – М., 1975. – 22 с.Bogomolov, R. M. (1975). Issledovanie rabotosposobnosti tverdosplavnogo vooruzheniya sharoshechnykh dolot: Avtoref. dis. kand. tekhn. nauk. Moscow, 22 p. (In Russian).Кирпичников В. М. Исследование износостойкости и долговечности спеченных твердых сплавов применительно к вооружению шарошечных долот: Автореф. дис. канд. техн. наук. – М., 1981. – 21 с.Kirpichnikov, V. M. (1981). Issledovanie iznosostoykosti i dolgovechnosti spechennykh tverdykh splavov primenitel'no k vooruzheniyu sharoshechnykh dolot: Avtoref. dis. kand. tekhn. nauk. Moscow, 21 p. (In Russian).Комм Э. Л. Исследование влияния конструктивных и технологических факторов на работоспособность, износ и нагруженность опор шарошечных долот: Автореф. дис. канд. техн. наук. – M., 1978. – 28 с.Komm, E. L. (1978). Issledovanie vliyaniya konstruktivnykh i tekhnologicheskikh faktorov na rabotosposobnost', iznos i nagruzhennost' opor sharoshechnykh dolot. Avtoref. diss. kand. tekhn. nauk. Moscow, 28 p. (In Russian).Pyalchenkov V., Dolgushin V., Kulyabin G. Work Capacity and Durability of Rolling Cutter Drill Bits (Analysis of Criteria and Research Results) // Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences. – 2016. – Vol. 7, Issue 6. – P. 468–475.Pyalchenkov, V., Dolgushin, V., & Kulyabin, G. (2016). Work Capacity and Durability of Rolling Cutter Drill Bits (Analysis of Criteria and Research Results). Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences, 7(6), pp. 468-475. (In English).Пяльченков В. А. Стенд для исследования загруженности вооружения шарошечных долот [Электронный ресурс] // Современные проблемы науки и образования. – 2015. – № 2-2. – Режим доступа: http://www.science-education.ru/ru/article/view?id=21473.Pyalchenkov, V. A. (2015). Stand for study of the workload of arms roller bit. Modern problems of science and education, (2-2). (In Russian). Available at: http://www.science-education.ru/ru/article/view?id=21473Experimental Method for Measuring the Forces Acting On the Cutters of the Rolling Cutter Bit / V. A. Pyalchenkov [et al.] // Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences. – 2016. – Vol. 7, Issue 5. – P. 663–669.Pyalchenkov, V. A., Pyalchenkov, D. V., Dolgushin, V. V., & Kulyabin, G. A. (2016). Experimental Method for Measuring the Forces Acting On the Cutters of the Rolling Cutter Bit. Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences, 7(5), pp. 663-669. (In English).Способ экспериментального определения усилий, действующих на вооружение и опоры шарошечного долота / В. А. Пяльченков [и др.] // Нефтяное хозяйство. – 2016. – № 8. – С. 112–115.Pyalchenkov, V. A., Pyalchenkov, D. V., Dolgushin, V. V., Danilov, O. F., & Kurbanov, Ya. M. (2016). Method of experimental determination of forces, acting on the cutting elements and the bearings of rolling cutter bit. Oil Industry, (8), pp. 112-115. (In Russian).А. C. 840268 Российская Федерация, М. Кл. 3 Е 21 В 9/08 Устройство для исследования шарошечного долота № 2729036 / Виноградов В. Н., Коротков В. А., Пашков А. Н., Брагин А. Ф., Пяльченков В. А.; заявл. 23.02.79; опубл. 23.06.81.Vinogradov, V. N., Korotkov, V. A., Pashkov, A. N., Bragin, A. F., & Pyalchenkov, V. A. A. C. 840268 Rossiyskaya Federatsiya, M. Kl.3 E 21 V 9/08 Ustroystvo dlya issledovaniya sharoshechnogo dolota № 2729036. Applied: 23.02.79. Published: 23.06.81. (In Russian).Пяльченков В. А. Расчет нагруженности элементов вооружения долота // Современные проблемы науки и образования [Электронный ресурс]. – 2015. – № 1-1. ‒ Режим доступа: http://www.science-education.ru/ru/article/view?id=18865.Pyalchenkov, V. A. (2015). Calculation of loaded elements of bit cutting structure. Modern problems of science and education, (1-1). (In Russian). Available at: http://www.science-education.ru/ru/article/view?id=18865Analitical and experimtntal study of the deformation of roller cone bit parts / V. A. Pyalchenkov [et al.] // Amazonia Investiga. – 2019. – Vol. 8, Issue 21. – P. 23‒32.Pyalchenkov, V. A., Kulyabin, G. A., Dolgushin, V. V., & Pyalchenkov, D. V. (2019). Analytical and experimental study of the deformation of roller cone bit parts. Amazonia Investiga, 8(21), pp. 23-32. (In English).Пяльченков В. А. Моделирование загруженности подшипников опоры шарошечного долота // Механика и процессы управления: Всеросс. науч.-практ. конф. (22 апр. 2015 г.). – Тюмень, 2015. – С. 105–109.Pyalchenkov, V. A. (2015). Modelirovanie zagruzhennosti podshipnikov opory sharoshechnogo dolota. Mekhanika i protsessy upravleniya: Vserossiyskaya nauchno-prakticheskaya konferentsiya (22 April, 2015). Tyumen, pp. 105-109. (In Russian).Pyalchenkov V. A., Dolgushin V. V., Kulyabin G. A. The Model for Studies of Load for the Roller Bit Support Bearings // ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences. – 2017. – Vol. 12, Issue 19. – P. 5548–5553.Pyalchenkov, V. A., Dolgushin, V. V., & Kulyabin, G. A. (2017). The Model for Studies of Load for the Roller Bit Support Bearings. ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences, 12(19), pp. 5548-5553. (In English).А. C. 1461855 Российская Федерация, М. Кл. 3 Е 21 В 10/16 Буровое шарошечное долото заявка № 4213595 / Брагин А. Ф., Боднарчук В. А., Пяльченков В. А., Басанов Ю. И., Жуков Г. В.; заявл. 20.03.87; опубл. 28.02.89.Bragin, A. F., Bodnarchuk, V. A., Pyalchenkov, V. A., Basanov, Yu. I., & Zhukov, G. V. A. C. 1461855 Rossiyskaya Federatsiya, M. Kl.3 E 21 V 10/16 Burovoe sharoshechnoe doloto zayavka № 4213595. Applied: 20.03.87. Published: 28.02.89. (In Russian).Pyalchenkov V., Pyalchenkov D., Nikitina L. Influence of test modes and accuracy of manufacturing a roller cone bit on loading of its elements // Amazonia Investiga. – 2019. – Vol. 8, Issue 23. – P. 613–620.Pyalchenkov, V., Pyalchenkov, D., & Nikitina, L. (2019). Influence of test modes and accuracy of manufacturing a roller cone bit on loading of its elements. Amazonia Investiga, 8(23), pp. 613-620. (In English).Исследование загруженности вооружения шарошечного долота в зависимости от погрешностей его изготовления / В. А. Пяльченков [и др.] // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. – 2019. – № 1. – С. 113–120. DOI: 10.31660/0445-0108-2019-1-113-120Pyalchenkov, V. A., Pyalchenkov, D. V., Dolgushin, V. V., & Kulyabin, G. A. (2019). Studying load of the cutting structure of rolling cutter bit depending on the errors of its manufacture. Oil and Gas Studies, (1), pp. 113-120. (In Russian). DOI: 10.31660/0445-0108-2019-1-113-120

The authors declare that there are no conflicts of interest present.