Файл: Циклическая прочность и долговечность бурового инструмента..pdf

эксплуатационные параметры, и в первую очередь энергия удара,

бурового инструмента при бурении скважин 70 и 63 мм по ру­ де крепостью 12—14 по Протодьяконову станками СБУ-70У при подсечке блоков скважинами глубиной 35 м. Исследова­ лась стойкость штанг диаметром 36 и 38 мм, изготовленных из стали 35ХГТ в нормализованном и закаленном ТВЧ состоя­ нии. Длина отдельных секций составляла 1 м. Штанги соеди­ нялись с помощью резьбы веревочного профиля и полых муфт, соединяющих отдельные звенья встык. Бурение производилось крестовыми коронками, соединяемыми со штангой также с помощью резьбы веревочного профиля. Резьбовые концы штанг

штанг. Среднесменная производительность бурения составляла 30 погонных метров. Стойкость буровых коронок 70 мм состав­ ляла до заступления 30 погонных метров, коронок 63 мм — 15 погонных метров. Средняя стойкость штанг нормализован­ ных составляет 200—300 погонных метров, а закаленных ТВЧ 350—500 метров. Было установлено, что основным местом по-

P и с. 82. Внешний вид штанг для глубокого бурения скважин, разру­ шившихся при .эксплуатации.

180

ломок штанг (рис. 82) является резьбовое соединение. Неко­ торые штанги разрушались через 2—4 часа машинного времени

трескивалась (рис. 83). Аналогичный износ наблюдался и на резьбе муфт. Испытания показали, что основным недостатком резьбы веревочного профиля является малая площадь сопри­ косновения винтовой плоскости, что приводит к возникнове­ нию па отдельных участках резьбы высокой удельной нагруз­ ки.

В связи с этим требуется, во-первых, изыскивать возмож­ ности усовершенствования профиля резьбы, а, во-вторых, пре­ дусматривать более эффективное упрочнение резьбовой части.

тава стали и качества ее поверхности.

181

ГЛАВА VI

ПОВЫШЕНИЕ УДАРНО-ЦИКЛИЧЕСКОЙ ПРОЧНОСТИ

керамических .сплавов (победитов) на основе карбида вольф­ рама и кобальта. Это изобретение послужило началом новой эры в развитии бурового инструмента и, прежде всего различ­ ных видов буровых коронок.

В СССР для армировки бурового инструмента используют­

Польше и ГДР. В США для бурения шпуров выпускаются 15 типов буровых коронок, из которых примерно 5 типов стальные одноразового использования. Твердосплавные коронки выпус­ каются главным образом однодолотчатой формы, однако около 20% от всего объема применяются крестовые коронки. Изго­ тавливаются коронки диаметром. 22—75 и реже 100 мм. Углы заточки лезвий в зависимости от крепости пород применяются от 70° до 120°. Основными поставщиками буровых коронок в США являются фирмы: «Тимкен», «Джой», «Брунер» и «Кеннаметалли».

Соединение твердосплавных коронок со штангами выпол­ няется с помощью резьбы и реже с помощью конуса. Сталь­ ные же коронки выпускаются только с конусным соединением. В последние годы в США большое внимание уделяется разра­

182

выми вставками и долотчатые коронки с вогнутым (седло­ образным) лезвием.

Буровые коронки, применяемые в Англии, Канаде и ЮАР, почти не отличаются от коронок, применяемых в США. Однако, если в США очень широко применяются стальные коронки одноразового употребления, в этих странах для этих же целей более широко используются твердосплавные коронки.

Ведутся обширные исследования по изысканию более ра­ циональных форм коронок. Предлагается изготавливать корон­ ки со спиральным расположением твердого сплава в корпусе [197], которые обладают самым минимальным износом. Разра­ ботаны и другие типы коронок, среди которых можно указать трехперую со ступенчатым расположением лезвия, увеличиваю­ щую скорость бурения на 25% по сравнению с обычными, Зетобразные' коронки и коронки с реактивным выбросом буровой мелочи. Однако отмечается, что широкое применение коронок с фигурным расположением твердого сплава пока сдерживается трудностью, связанной с их заправкой. В связи с этим фирма «Бэдфорд», например, выпускает (до 90%) коронок крестовой и долотчатой формы, и лишь незначительный объем (10—-15% ) занимают коронки со ступенчатым (опережающим) лезвием.

. Коронки выпускаются с коническим соединением с допол­ нительными медными и бронзовыми втулками, однако около

коронки. Долотчатые и крестовые коронки выпускаются фир­ мой «Крупп» в основном с конусным соединением диаметром 35—50 мм, с углом заточки лезвия 95—110° Фирмы «Вальрам», «Дюрамент» также выпускают коронки с конусным соединением. Большое внимание уделяется разработке кон­ фигурации корпуса коронки. Начинают внедряться коронкидолото и коронки с ниппельным соединением.

В начале 40-х годов в Швеции широкое распространение

настоящее время во всей Скандинавии применяются при буре­ нии цельные буры фирм «Коромант» и «Коваметалли», кото­ рые показывают более высокую производительность по срав­ нению со съемными коронками. Диаметр головок буров сос­

183

Тяжелые условия эксплуатации коронок требуют тщатель­

на воздухе после пайки обеспечивает сталь группы Е. Корпуса коронок после напайки пластин твердого сплава подвергаются различным режимам термической обработки. Наиболее распро­ странена изотермическая закалка в силитровых ваннах с полу­ чением в зоне твердого сплава структуры мартенсита или троостомартенсита. В таблице 15 приведены значения твердости не­ которых типов зарубежных буровых коронок после термического упрочнения [158].

Из таблицы видно, что максимальное упрочнение в процессе термообработки коронок достигается в зоне твердого сплава и несколько меньше в юбке. Прочность основания корпуса дости­ гается у коронок различных фирм по разному. Например, швед­ ские коронки («Сандвик Крромант») и австрийские («Велер».

184