Часть 6: Нужно ли затачивать штыри на коронках пневмоударника?

Твердосплавные штыри погружных пневмоударников во время бурения подвергаются различному типу износа. В основном, износ вызывается истиранием при трении коронки по дну и стенкам скважины, в результате чего образовываются кромки износа (рисунок 1). При повышенном износе продолжительность службы коронки и пневмоударника сокращается. Усилие, необходимое для бурения с сильно изношенными штырями, значительно больше, чем при работе с новыми острыми штырями, скорость проходки снижается, а нагрузки на хвостовик коронки и штыри увеличивается.

На рисунке 2 изображено сравнение эффективности новых и изношенных штырей. Если штыри чрезмерно изношены, ударные нагрузки на твердый сплав увеличиваются и являются причиной преждевременного выхода из строя. (Различные виды породы вызывают различный характер износа).

Периферийный износ происходит при бурении в абразивной породе с высоким содержанием кварца. Это явление, известное как обратная конусность, выражается в уменьшении зазоров тела коронки. Оно вызвано сильным износом ряда периферийных штырей (рисунок 4). В случаях сильного износа при трении тела буровой коронки о стенки скважины во время вращения слышен визг.

При бурении в мягких, неабразивных породах, например, известняк, износ незначительный. Но поверхность твердого сплава штырей подвержена усталости от времени, вследствие чего возникают микротрещины по типу “змеиной кожи”, что видно на рисунке 5. Такие трещины необходимо сточить. Если позволить им развиваться, то составные части твердого сплава будут откалываться, следствием чего будет повреждение коронки. Породы, содержащие железные пириты, также могут вызвать большие проблемы со “змеиной кожей”.

Легче и дешевле выполнять заточку тогда, когда кромка износа штырей составляет треть от их диаметра, как показано на рисунке 6.

Внеочередную заточку штырей нужно выполнять при падении скорости проходки или при обнаружении на них следов износа (описанных выше). При наличии кромки износа, равной примерно половине диметра штыря считается, что штыри имеют чрезмерный износ. В более мягких породах происходит усталость твердосплавных штырей или образование “змеиной кожи”. Поэтому штыри необходимо периодически затачивать, даже тогда, когда скорость проходки остается высокой и нет признаков износа. Заточка предотвращает образование “змеиной кожи”.

Заточка значительно повышает срок службы коронки. Штырь легко заточить при помощи ручного заточного устройства, с колпачком, имеющим алмазное покрытие (см. рисунок 7). Полуавтоматические заточные станки с алмазными колпачками уместно использовать на больших площадках и в заточных цехах.

Еще один вариант- можно использовать ручное заточное устройство с установленным на нем небольшим корундовым точильным камнем с твердосплавным покрытием (рисунок 8). Такой способ более быстрый, но его недостаток- преждевременный износ твердого сплава, если заточка выполнена неправильно. Это недорогой метод, но он требует опыта и точности. Выполняя заточку, не стачивайте штыри по высоте. Нужно оставить часть кромки износа. Коронку можно использовать до тех пор, пока ряд периферийных штырей поддерживает диаметр коронки.

Обратную конусность на штырях периферийного ряда необходимо заточить. При этом следует быть осторожным, чтобы чрезмерно не уменьшить диаметр коронки. Примерно 2 мм старой кромки износа нужно оставить от верхушки штыря в направлении к внешней стороне коронки, как показано на рисунке 9.

Поддерживайте зазор 0,8 мм между периферийным рядом штырей и диаметром юбки. Если необходимо, сточите юбку коронки за периферийными штырями. Также сточите части тела коронки, перекрывающие продувочные отверстия или деформирующие канавки. Используйте малый заточной круг или вращающийся напильник. Убедитесь, что эти инструменты пригодны для затачивания стали.