SAPE CU ROLEEste tipul de sape cel mai utilizat in momentul actual, existand urmatoarele categorii constructive: cu o rola, cu doua role, sau cu trei role, acestea din urma reprezentand circa 95% din total.O sapa cu trei role este compusa din:

1. structura de taiere (dantura)2. lagarele conurilor3. duze

Dantura se obtine prin prelucrarea cu echipamente mecanice (strung, freza, etc.) a conurilor din otel. Pentru cresterea rezistentei dintii sunt acoperiti ulterior cu carbura de tungsten. Exista 3 tipuri de acoperire: pe toata suprafata dintelui, pe fata de atac a dintelui si pe partea frontala si numai pe fata de atac a dintelui. In ceea ce priveste sapele cu insertii , dantura este formata din insertii (stifturi) din carbura de tungsten incastrate in conuri, dupa ce, in prealabil, acestea au fost prelucrate si tratate.Dintii inserati pot avea diferite forme: tip “dalta”, tip “dalta” cu muchiile rotunjite, insertii conice si insertii semirotunde. Pentru formatiuni tari si abazive, insertiile din carbura de tungsten se pot acoperi cu pelicula de diamante, rezultand o structura de taiere de mare eficacitate si durabilitate.Majoritatea sapelor-exceptand cele cu role monoconice, fara deplasare, pentru roci tari, poseda un efect de autocuratire, dintii coroanelor de pe o rola patrund in intervalele dintre coroanele de pe rolele vecine, impiedicand incarcarea lor cu detritus.Figure 1 Autocuratirea sapelor cu role

Acesta intrepatrundere a profilelor permite sa se mareasca volumul fiecarei role, co posibilitatea cresterii numarului de dinti si capacitatii lagarelor. Intrepatrunderea rolelor face posibile si deplasarile laterale mai mari, prin urmare un efect de lunecare pe talpa sporit.Lagarele pot fi de rostogolire (cu rulmenti, se utilizeaza la sapele cu diametrul mai mare de 8.1/2”) sau de alunecare(se utilizeaza la sapele cu diametrul mai mic de 9.7/8”).Lagerele pot fi deschise (neetansate) sau inchise (etansate). Cele neetansate sunt gresate initial cu vaselina consistenta, continand grafit sau disulfura de molibden. Dupa un timp vaselina se spala, si in continuare lagarele sunt lubrifiate si racite de fluidul de foraj. Odata cu patrunderea noroiului patrund si particule abrazive, care reduc durata de functionare a lagarului. Se pot utiliza la sapele cu dinti frezati (durata de lucru a danturii e mai scurta decat a lagarelor), la sapele intervalelor de suprafata, cu forabilitate ridicata si la sapele pentru foraj cu aer (unde lagarele sunt suflate si racite cu aer). Lagarele inchise sunt mult mai scumpe, sunt etansate la baza rolei cu inele din cauciuc sau metal cauciucat. Ele trebuie sa asigure etansarea intre 2 suprafete in miscare relativa, conditiile de lucru fiind extrem de dificile: socuri axiale si radiale, temperaturi si presiuni ridicate, etc.; de aceea unele firme construiesc sape cu 2 inele de etansare si 2 inele metalice antifrictiune.

Fig 2 Sisteme de etansare a lagarelora) cu inele metalice de frictiune b) cu inele metalice cauciucate

Fig. 1 Sapa cu trei role cu dinti din carburi metalice si cu lagare de lunecare etanse.

Duzele sapelor cu role pot fri in numar de 3, pentru sapele cu dimanetru mare se mai adauga o duza centrala (pentru imbunatatirea curatarii taplii de detritus, cresterea debitului de circulatie, scaderea presiunii de lucru, etc).

Cep fi letat

Umerii sapei

Rezervorcu

vaselinaBosajulduzei

Duza CanaldeungereInel de

etansare

Stift

CozoroculfalciiInel de etansare

Contracon

Inel desiguranta

Dop deinchidere

Fig. 1. Sapa cu trei role cu dintii frezati si cu lagare deschise (sapa standard).

Forma si pozitia rolelorForma primitiva a rolelor, cea din inainte de taierea coroanelor circulare in care sunt frezati dintii sau pe care sunt inseraste stifturile din carburi metalice, este de obicei conica. Suprafata activa, care va fi prevazuta cu dinti, are una, doua sau mai multe conicitati, ca in figura de mai jos (fig 6)

Fig. 6. Forme de role:a - rola monoconica; b — rola biconica; c — rola triconica.Conul de la varful rolei se numeste con principal, iar celelalte- conuri suplimentare sau secundare (sunt de fapt trunchiuri de con). Portiunea din rola care calibreaza peretii gaurii de sonda este aproximativ tronconica si poarta numele de contracon.Rolele monoconice (se face abstractie de contracon) sunt amplasate, de obicei, cu varful pe axa sapei (fig. 7, a). La rotirea ei, rolele se rostogolesc pe talpa sondei fara sa lunece. De aceea, sapele cu role monoconice centrate sunt destinate rocilor tari si abrazive, favorabile dislocarii prin sfaramare (lunecarea pe talpa ar duce la o uzura excesiva). Pentru celelalte roci este preferabila dislocarea prin aschiere, insotita eventual si de sfaramare. In acest scop, dintii trebuie sa aiba si o miscare de translatie in raport cu talpa. Efectul se obtine daca, simultan cu rostogolirea, rolele sunt obligate si la o miscare de lunecare, de tarare fata de roca. Lunecarea intervine:-cand rolele au mai multe conicitati;-cand axele celor trei role sunt deplasate lateral astfel incat ele nu mai sunt concurente in central sapei (fig. 7, b);

Fig .7 Pozitia rolelor a) role centrate b)role cu axele deplasate