Часть 2: Как выбрать коронку для пневмоударника

Пневмоударное бурение, Блог



Профиль рабочей части

Когда Вы посмотрите на различные конструкции коронок, то наиболее очевидным различием, которое бросится Вам в глаза, будет различный профиль рабочей части. Но это не самое важное конструкторское решение, главное выбор штыря! Однако, многие пользователи нашли для себя определенную наиболее подходящую конфигурацию. Самый дельный совет – продолжайте работать с профилем, который приносит Вам наилучший результат, но в то же время не упускайте из виду других профилей рабочей части в сочетании с различным выбором шипов и их расположением.

Профиль рабочей части

Вогнутый профиль. Используется для бурения строго прямолинейных скважин. Традиционно используется в мягких породах и породах средней твердости и является самой распространенной конструкцией, но не в Европе.

Опущенный центр рабочей части. Это самая старая конструкция, у которой центр рабочей поверхности глубоко опущен. Сегодня он редко используется. В Австралии коронку с вогнутой рабочей частью ошибочно считают коронкой с опущенным центром.

Плоский профиль. При его применении возникают значительные отклонения скважины в рыхлой породе. Также из-за широкого плоского профиля бывает трудно выполнить забуривание. Эта конструкция традиционно используется в твердых и абразивных породах и является самой распространенной для Европы.

Выпуклый профиль. Эта конструкция менее распространена, но обладает некоторыми интересными свойствами. Она наиболее устойчива к абразивному износу тела коронки, забуриванию, она может снижать нагрузку и износ периферийных штырей. Однако, для того, чтобы такая коронка работала равномерно, необходима большая частота вращения. Со сферическими штырями она традиционно используется для работы в твердых и в очень твердых породах (и с баллистическими штырями в мягких породах или породах средней твердости).

Продувочные отверстия

Выбор осуществляется между 1, 2 и 3 воздушными отверстиями на рабочей поверхности буровой коронки. Одно воздушное отверстие допустимо для большинства твердосплавных штырей, но оно не может обеспечить эффективной продувки. Одно отверстие можно применять на малых коронках. Но лучше два отверстия, это нормальное явление для малых коронок. При этом обеспечивается также хорошее распределение твердосплавных штырей на рабочей поверхности коронки. Три воздушные отверстия имеют преимущества в определенных условиях, когда необходима усиленная продувка скважины. Еще одно положительное качество – снижение абразивного износа тела коронки. Улучшенная очистка скважины способствует сокращению повторного измельчения шлама, благодаря чему, возможно, повышается скорость проходки. Попробуйте, какая из конструкций коронок работает лучше всего в Ваших условиях бурения! Буровые коронки большого размера всегда имеют три воздушные отверстия.

Продувочные отверстия

Конструкция юбки

Хотя и существует определенное количество вариантов выбора конструкций юбки, этот раздел поможет Вам выбрать ту, которую следует использовать.

8

Штыри защиты против износа. Штыри защиты против износа – это штыри, расположенные по краям буровой коронки. Они изготовлены из твердого сплава, как и штыри на рабочей поверхности. Вопреки распространенному мнению, штыри защиты против износа предназначены не для того, чтобы улучшать прямолинейность скважины или поддерживать ее диаметр, когда изнашиваются периферические штыри. Единственное их предназначение – защита стального тела, удерживающего периферийные штыри. Штыри защиты против износа очень эффективны в условиях нестабильной породы, когда происходит сильное обратное расширение скважины. Этот вариант может использоваться только в сочетании с юбкой большой длины.

Длинная юбка. Это стандартная конструкция, рекомендованная для большинства случаев применения.

Короткая юбка. Это значит, что при изготовлении головки буровой коронки с ее наружной части было снято больше металла. Благодаря образованию выемки, скорость резания снижается и продувочная (или промывочная) среда хорошо распределяется вокруг коронки. Первой из причин для использования такого варианта является стремление снизить износ корпуса пневмоударника. Другое преимущество снижение веса коронки и необходимость стачивать меньше металла для поддержания зазора при заточке штырей. Выбирая эту конструкцию, Вы должны осознавать то, что в этом случае увеличивается опасность заклинивания коронки в скважине. Также снижается устойчивость коронки против износа при обратном расширении. Короткая юбка не подходит для работы в условиях нестабильной породы.

Резьба улавливания. Резьба улавливания это ничто иное как страховка, мы надеемся, что эта функция Вам никогда не потребуется. Из за больших нагрузок на буровую коронку может случиться перелом коронки между хвостовиком и головкой. Головка коронки остается в скважине, что препятствует дальнейшему бурению. Чтобы спасти скважину, используется специальный инструмент для извлечения головки с резьбой улавливания. Такой конструктивный вариант используется, как правило, на коронках, используемых для бурения глубоких скважин.

Выбор штырей

Этот выбор конструкции напрямую влияет на скорость проходки и на продолжительность срока службы коронки, и косвенно влияет на производительность, а также на стоимость бурения. Понимая основные параметры конструкции, Вы сможете выбрать и/или создать конструкцию коронки, которая отвечает Вашим специфическим условиям. Если Вы обладаете практическим опытом в конструировании, Вы можете изменить конструкцию коронки и внести дальнейшие усовершенствования.

9 1

Проблема в том, что нельзя выбрать все хорошие качества сразу: большие штыри увеличивают прочность и износоустойчивость, но снижают скорость проходки; баллистические штыри увеличивают скорость проходки, но снижают прочность, более твердая марка твердого сплава увеличивает износоустойчивость, но снижает прочность. Выбор штыря это всегда компромисс!

Размер штыря. Размер штыря в основном определяется размером буровой коронки. Очевидно, что Вы не сможете установить 26 миллиметровые штыри на 89 миллиметровую коронку, также как 12 миллиметровые штыри на 1067 миллиметровую коронку. Но, скажем, для 203 миллиметровой коронки Вы можете использовать штыри на 16, 18 и 22 миллиметра. Вы выбираете малые штыри для высокой скорости проходки, в частности, когда Вы работаете при невысоком давлении воздуха. Вы выбираете большие штыри для продления срока службы, а также для повышения прочности и износоустойчивости. На рисунке 4 показано, как в зависимости от изменения размера штыря изменяется износоустойчивость и скорость проходки. Учтите, что давление воздуха, подаваемого на пневмоударник, является важным фактором при выборе размера штыря.

11

Профиль штыря. Вы можете выбирать между сферическими и баллистическими штырями (см. рис. 5). Сферические штыри наиболее распространенные, имеют хорошую прочность и легко затачиваются. Баллистические штыри заточены в виде, напоминающем пулю, при их использовании скважина получается прямолинейной, а также значительно увеличивается скорость проходки. Логично, что точечные штыри могут более легко разрушать породу, но, к сожалению, за счет прочности и продолжительности срока службы. Если Вы можете позволить себе баллистические штыри, то это оптимальный выбор.

Марка твердого сплава. Нижняя кривая на рисунке 6 показывает соотношение между износоустойчивостью и твердостью различных вольфрамовых твердых сплавов. Для того, чтобы получить преимущество по одному из качеств, Вы должны пожертвовать другим. Вы можете создать твердый сплав с отличной износоустойчивостью, но Вы не сможете ею воспользоваться, так как штырь сразу же сломается, и наоборот. Поиск компромисса непростая задача.

12

Когда разработали штыри с двойными свойствами (DP), то это была остроумная хитрость для того, чтобы обойти данную проблему. Суть хитрости заключается в том, что штырь имеет несколько слоев. В поверхностном слое нужна износоустойчивость, а во внутреннем прочность. Таким образом, Вы можете сочетать прочность и износоустойчивость. По сравнению со стандартным штырем марки 40, DP55 имеет ту же износоустойчивость, но имеет отличную прочность. DP65 имеет ту же прочность, но в тоже время и отличную износоустойчивость. Но все же, существует много ситуаций, в которых стандартная марка 40 проявляет хорошую производительность и дает наилучший результат. В исключительных условиях можно также использовать усиленный алмазом твердый сплав. Такие штыри не обладают чрезвычайной прочностью, но зато имеют исключительную износоустойчивость.

13

На рисунке 7 схематически изображена логика тестирования с целью определения наиболее подходящего твердого сплава для конкретного случая применения. Сначала Вы проводите тест с твердым сплавом марки 40, и наблюдаете за производительностью. Если штыри сильно изнашиваются, Вы должны попробовать марку DP65, если штыри из марки 40 ломаются, попробуйте DP55, и т. д. Как правило, наиболее “безопасный” выбор твердого сплава это марка DP55

Комментарии

Рассмотрев главные варианты конструкции коронок погружных пневмоударников, Вы теперь лучше понимаете компоненты конструкции коронки и как их можно использовать на Вашу пользу. Но вопрос остается открытым что такое “выбор наилучшей конструкции коронки”. Ответ та конструкция, с помощью которой Вы сможете достичь своей цели.

Примером цели может быть:

  • Повышение прямолинейности скважины для лучшей фрагментации породы,
  • Повышение скорости проходки для повышения производительности,
  • Увеличение продолжительности службы или продолжительности интервала между заточками, и
  • Снижение общей стоимости на метр или тонну. Для поиска конструкции коронки, которая поможет Вам достичь цели может потребоваться несколько экспериментов. Но в будущем затраты оправдаются. Надеемся, эта статья поможет Вам выбрать верный путь.

Продолжение статьи следует…

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

Получить оптовую цену

0
    0
    Корзина
    Корзина пустаВернуться в каталог