Почему резьбовые крепления для кнопок так эффективны — секреты надежной фиксации кнопок
Резьбовые долота с вставками из карбида вольфрама стали незаменимым инструментом в современном бурении горных пород. Изготовленные путем встраивания твердосплавных вставок в корпус долота, они все чаще предпочтительнее обычных долот со вставками, поскольку подходят для широкого спектра условий бурения и обладают рядом ключевых преимуществ.
Основные преимущества: универсальность, эффективность и долговечность. Гибкость компоновки кнопочных буровых долот является одним из главных преимуществ. Операторы могут регулировать количество и расположение периферийных и центральных кнопок в соответствии с размером скважины и требованиями к разрушению породы, а диаметр долота не имеет жестких ограничений, поэтому эти долота подходят для множества различных применений. Их разрушающее действие основано на использовании нескольких точек удара, что уменьшает количество неразрушенных «мертвых» зон и предотвращает повторное дробление фрагментов породы. Это повышает эффективность проходки и снижает энергопотребление.
Еще одним сильным преимуществом является долговечность. Твердосплавные вставки воспринимают большую часть сжимающих нагрузок во время бурения, в то время как более старые плоские вставки, как правило, подвергаются растягивающим нагрузкам. Поскольку твердосплавные вставки тверже, они гораздо лучше противостоят износу. При высокочастотных операциях минимизация замен долот значительно экономит время; более длительный срок службы долот с вставками снижает частоту их замены и повышает общую производительность — это ключевая причина их растущей популярности.
Ключевые факторы производительности: три основных метода крепления кнопок. Крепление твердосплавных кнопок к корпусу бурового долота — этап фиксации кнопок — имеет решающее значение. Он должен предотвращать потерю или смещение кнопок во время бурения, чтобы продлить срок их службы. В отрасли обычно используются три метода: пайка, запрессовка (холодная посадка) и термическая (горячая) установка. Каждый из них имеет свои отличительные характеристики и подходит для разных типов буровых долот и условий эксплуатации.
Пайка: ранний, ныне в значительной степени вытесненный метод. Пайка была самым ранним методом крепления и относительно проста: необходимо было машинным способом подогнать отверстия и размеры кнопок под зазор для пайки, просверлить отверстия в корпусе сверла, а затем соединить кнопки с корпусом с помощью медного или серебряного припоя. Пайка не требовала очень жестких производственных допусков, поэтому поначалу она широко использовалась. Но у нее есть явные недостатки: в процессе могут оставаться следы пайки, влияющие на внешний вид, а плохо выполненная пайка может преждевременно выйти из строя. Сегодня пайка в основном используется для сверл малого диаметра с коническими соединениями и постепенно вытесняется в большинстве областей применения.
Запрессовка (холодная посадка): простой и быстрый способ для применений с низкой нагрузкой. Метод холодной посадки основан на посадке с натягом. Исходя из предела текучести стали корпуса сверла, производители рассчитывают зазор между кнопкой и отверстием, а затем запрессовывают кнопку в отверстие с помощью внешней силы. Этот метод прост в освоении и быстр для массового производства. Однако запрессовка может создавать напряжение и повреждать как корпус сверла, так и кнопки, сокращая общий срок службы; длительное использование часто приводит к потере или поломке кнопок. По этой причине запрессовка обычно используется для резьбовых сверл с кнопками, не требующих частой переточки.
Термоусадочная посадка (горячая запрессовка): лучший выбор для высокопроизводительных буровых долот. Для высокопроизводительных резьбовых долот с пуговицами предпочтительным методом является термоусадочная посадка (горячая запрессовка). Этот подход использует корпус долота, изготовленный из легированной стали, выбранной за хорошее термическое расширение и прочность. Используя различные коэффициенты расширения стального корпуса и твердосплавных пуговиц, производители нагревают корпус (или пуговицы) для создания необходимого зазора, вставляют пуговицы, а затем дают сборке остыть. По мере сжатия стали пуговицы надежно фиксируются на месте. По сравнению с методами пайки и холодной посадки, термоусадочная посадка проста в выполнении и создает гораздо меньшие напряжения на компоненты во время сборки, снижая риск повреждения и обеспечивая более стабильную и надежную фиксацию, подходящую для высокоинтенсивного бурения.
