Глубокое понимание работы буровых долот с шариковыми зубьями.
Сверла с шариковыми зубьями широко используются в буровых, горных и других инженерных работах.
1. Конструктивные особенности
Конструкция со сферическими зубьями Основная особенность сверла со сферическими зубьями заключается в том, что их головка инкрустирована шариками. Эти шарики обычно изготавливаются из цементированного карбида, например карбида вольфрама. Форма зуба шара аналогична части сферы, что позволяет зубу шара оказывать большее давление с меньшей площадью контакта при контакте с твердыми материалами, такими как камни. Например, при добыче полезных ископаемых открытым способом, когда буровое долото с шаровыми зубьями ударяется о породу, шаровые зубья напоминают маленькие ддддшшбрейки, которые концентрируют локальное напряжение породы, облегчая растрескивание и разрушение породы. Корпус сверла Корпус сверла обычно изготавливается из высококачественной стали, которая играет роль поддержки зубьев шара. Конструкция корпуса сверла должна обеспечивать достаточную прочность и ударную вязкость, чтобы выдерживать удары и крутящий момент во время сверления. Его структурные формы разнообразны, в том числе цельные и комбинированные. Неотъемлемый корпус сверла представляет собой шариковый зуб, встроенный непосредственно в комплектное сверло; комбинированный тип представляет собой режущую конструкцию с шаровыми зубьями и основанием сверла, объединенных специальным способом соединения, что удобно для замены поврежденных шаровых зубьев. Канавки для стружки Сверла с шариковыми зубьями также имеют канавки для стружки. В процессе бурения обломки породы необходимо своевременно удалять, иначе это повлияет на эффективность бурения бурового долота. Форма, размер и количество канавок для стружки варьируются в зависимости от размера и назначения сверла. Например, в шаровидном долоте для бурения нефтяных скважин конструкция стружкорезной канавки должна учитывать плавный возврат шлама в грунт со забоя скважины под выносом бурового раствора, а также его спиральный возврат. Канавка для стружки может направлять шлам вверх вместе с направлением потока бурового раствора.
2. Принцип работы
Ударное дробильное буровое долото с шариковыми зубьями в основном дробит горные породы ударом. В некотором горнодобывающем оборудовании, например в перфораторах, сила удара создается возвратно-поступательным движением поршня и передается на буровое долото с шаровыми зубьями. Когда шаровой зуб контактирует с породой, из-за высокой твердости твердосплавного материала шарового зуба сила удара может эффективно передаваться внутрь породы, вызывая разрушение породы. Например, при рытье туннелей частота и сила удара тележки для бурения горных пород с использованием бурового долота с шариковыми зубьями могут регулироваться в зависимости от твердости породы. Для гранита с более высокой твердостью требуются более высокая частота ударов и большая сила удара, чтобы зубья шара могли эффективно разрушать породу. Сдвиговое дробление Помимо ударного дробления, сверло с шаровыми зубьями также создает сдвиговую силу в процессе вращения. Когда буровое долото вращается, относительное движение между зубьями шара и породой позволяет зубьям шара срезать и дробить породу. Такое срезающее действие более эффективно при дроблении некоторых горных пород со слоистой структурой или низкой хрупкостью. Например, при добыче сланца вращательное срезающее действие бурового долота с шаровыми зубьями может раздробить сланец вдоль плоскости напластования, повышая эффективность добычи.
3. Область применения
Горная промышленность В горнодобывающей промышленности металлов и неметаллов буровые долота с шариковыми зубьями широко используются для бурения взрывных скважин. Например, на железорудных рудниках необходимо с помощью бура с шаровыми зубьями пробурить взрывную скважину определенной глубины и диаметра на рудном теле, а затем загрузить взрывчатку для взрыва, чтобы отделить руду от рудного тела. . Для руд разной твердости будут выбраны сверла с шариковыми зубьями разных характеристик и материалов. Для руд с более высокой твердостью будут использоваться сверла со сферическими зубьями с более высокой твердостью и большей прочностью корпуса сверла. При устройстве фундаментов зданий, например при бурении свайных фундаментов, шаровые буровые коронки могут применяться для бурения различных пластов, в том числе слоев грунта, песка и горных пород. При столкновении с пластами горных пород буры с шариковыми зубьями могут эффективно разрушать камни, обеспечивая плавное бурение свайных отверстий. Например, при строительстве свайных фундаментов высотных зданий сверла с шариковыми зубьями могут просверливать отверстия для свай, соответствующие проектным требованиям, в твердой породе, обеспечивая надежную опору фундамента здания. Бурение нефти и газа При разведке и эксплуатации нефти и газа буровые долота с шариковыми зубьями являются важным буровым инструментом. При бурении подземных пластов горных пород шаровые коронки могут адаптироваться к пластам различной твердости и сложной структуры. Он может разрушать обычные породы-коллекторы, такие как песчаник и известняк, помогая нефтяникам получать пробы нефти и газа, а также при последующих операциях по добыче полезных ископаемых.
4. Преимущества и ограничения
Преимущества Хорошая износостойкость: поскольку шариковые зубья изготовлены из твердосплавного материала, их износостойкость намного выше, чем у обычных сверл со стальными зубьями. Во время длительных операций сверления шаровые зубья могут сохранять хорошую форму и режущие характеристики, что позволяет сократить количество частых замен сверл и снизить эксплуатационные расходы. Высокая адаптируемость: сверла с шариковыми зубьями могут адаптироваться к различным твердостям и типам горных пород. Будь то твердый гранит или относительно мягкий песчаник, сверла с шариковыми зубьями могут эффективно выполнять операции бурения, регулируя параметры бурения (такие как энергия удара, скорость вращения и т. д.). Ограничения Высокая стоимость: поскольку шариковые зубья изготовлены из твердосплавного сплава, а процесс производства сверл относительно сложен, стоимость сверл с шариковыми зубьями выше, чем у обычных сверл. Это в определенной степени ограничивает его применение в некоторых небольших проектах со строгим контролем затрат. Высокие эксплуатационные требования: при использовании буровых долот с шариковыми зубьями необходимо разумно регулировать параметры бурения в соответствии с различными свойствами породы и требованиями бурения. Если параметры не настроены должным образом, это может вызвать такие проблемы, как чрезмерный износ зубьев шара, повреждение сверла или низкая эффективность бурения.
