Заточка буровых долот: когда и как восстановить производительность бурения
Буровое долото — расходный инструмент, но его не следует рассматривать как одноразовый после появления первых признаков износа. Правильная и своевременная заточка может восстановить первоначальный режущий профиль, улучшить скорость проходки, снизить нагрузку на бурильную колонну и продлить срок службы твердосплавных вставок или пластин.
Для шахт, карьеров, подрядчиков по прокладке тоннелей и строительных бригад заточка бурового долота является одним из наиболее прямых способов снижения стоимости бурения на метр. Ключевым моментом является заточка в нужное время и использование метода, который удаляет повреждения поверхности без перегрева или ослабления твердосплава.
Почему изношенные буровые долота снижают эффективность бурения
В процессе бурения твердосплавные вставки и пластины многократно ударяются о горные породы и разрушают их. В абразивных породах твердосплав постепенно становится плоским, закругленным или неровным. По мере ухудшения режущей способности буровому долоту приходится прилагать больше усилий для достижения той же скорости проходки.
Изношенное долото может вызвать ряд проблем:
Более низкий уровень проникновения.
Более высокое энергопотребление.
Увеличение вибрации и напряжения в буровой колонне.
Повышенный риск изгиба стержня или износа резьбы.
Повышенный риск растрескивания твердосплавных элементов и поломки кнопок.
Ухудшение качества отверстий и потери толщины.
Буровое долото может продолжать бурить даже после того, как затупится, но это не означает, что оно работает эффективно. Порода оказывает большее сопротивление, и большая часть энергии бура поглощается системой инструментов, а не разрушает породу.
Ценность своевременной шлифовки
Шлифовка удаляет изношенный поверхностный слой и восстанавливает геометрию резания твердосплава. Она также позволяет устранить неглубокие усталостные трещины до того, как они перерастут в крупные трещины и приведут к разрушению детали.
Это особенно важно при работе с твердыми и абразивными породами. Мелкие поверхностные трещины не всегда видны невооруженным глазом, но они могут увеличиваться под воздействием многократных ударных нагрузок. Профилактическая шлифовка помогает удалить поврежденную поверхность и продлевает срок службы инструмента.
Грамотно спланированная программа шлифовки может существенно увеличить количество пробуренных метров, получаемых с помощью долота. Фактический результат зависит от состояния породы, конструкции долота, марки карбида, параметров бурения и качества шлифовки, но экономическая выгода зачастую значительна.
Кнопочные сверла обычно можно перетачивать несколько раз, если твердосплавные элементы и корпус сверла остаются в хорошем состоянии. Долота, крестообразные и цельные сверла также можно многократно восстанавливать, при условии, что их рабочий профиль, система промывки и твердосплавная опора остаются подходящими.
Когда следует затачивать сверло для заточки пуговиц?
Лучшее время для заточки лезвия — до того, как износ станет сильным. Слишком долгое ожидание замедляет шлифовку, удаляет больше карбида и может привести к углублению трещин.
К распространенным признакам того, что буровое долото следует осмотреть или перешлифовать, относятся:
Заметное снижение уровня проникновения.
Сплющенные поверхности кнопок.
Потеря точности регулировки на внешних кнопках.
Видимые трещины, узоры, напоминающие змеиную кожу, или поверхностные сколы.
Чрезмерное выпячивание твердосплавных элементов, вызванное износом корпуса бурового долота.
Сломанные или поврежденные кнопки.
Неравномерный износ между кнопками лицевой панели и кнопками манометра.
Полезным полевым ориентиром является планирование шлифовки, когда плоская поверхность на отметке приближается примерно к одной трети ее диаметра. Это скорее практический сигнал, чем замена осмотру. В случае сильно абразивных пород могут потребоваться более частые проверки.
Даже если глубина проникновения кажется приемлемой, профилактическая шлифовка может быть целесообразной после запланированного интервала бурения. Правильный интервал зависит от породы, метода бурения, конструкции буровой трубки и опыта работы на площадке. Цель состоит в устранении ранних признаков усталостного разрушения до того, как оно превратится в видимое разрушение.
Правильная практика шлифовки
Шлифовка должна восстанавливать заданный профиль без образования термических повреждений. Чрезмерный нагрев может привести к растрескиванию карбида, изменению связи между карбидом и сталью или появлению новых дефектов поверхности.
Качественный процесс измельчения включает в себя:
Очистите сверло и осмотрите каждую кнопку перед шлифованием.
Поврежденный поверхностный материал удаляйте постепенно.
Используйте подходящую шлифовальную чашку или штифт в зависимости от формы и диаметра кнопки.
Необходимо обеспечить достаточное охлаждение, как правило, водяным, если оборудование предназначено для мокрого шлифования.
Избегайте чрезмерного давления или удержания шлифовальной машины на одном месте.
Восстановите единообразную форму кнопки по всей поверхности бита.
Внимательно проверьте кнопки измерительного прибора, поскольку они определяют диаметр отверстия.
Сильно поврежденные кнопки следует снимать только с помощью утвержденного метода ремонта.
При заточке долот и крестообразных сверл цель состоит в восстановлении первоначального профиля кромки и канавок для промывки. Неравномерная заточка может снизить стабильность сверления и привести к плохому скольжению сверла в отверстии.
Подберите сверло в соответствии с областью применения.
Шлифовка не может исправить неправильный выбор долота. Долото, буровая сталь, буровая установка и горная порода должны рассматриваться как единая система.
Долото, выбранное для бурения мягких, неабразивных пород, может быстро изнашиваться в твердых породах, богатых кварцем. Схема расположения кнопок, разработанная для одного метода бурения, может быть не идеальной для другого. Диаметр долота, конструкция рабочей поверхности, марка твердосплава, промывочные отверстия и защита калибра должны соответствовать условиям эксплуатации.
Когда на участке часто обламываются крепежные элементы, быстро теряется толщина материала или снижается скорость проходки, решение может включать в себя нечто большее, чем просто изменение интервала шлифовки. Необходимо проверить энергию удара сверла, усилие подачи, скорость вращения, промывку, состояние штанги и технические характеристики долота.
Включите шлифовку в плановое профилактическое техническое обслуживание.
Наиболее экономичный подход заключается в том, чтобы включить осмотр и шлифовку долот в обычный рабочий процесс бурения. Ведите учет пройденных метров, скорости проходки, интервалов шлифовки, отказов крепежных элементов и состояния породы. Со временем эти записи помогут определить оптимальный интервал обслуживания для каждого типа долота и области применения.
Острое и правильно обслуживаемое буровое долото улучшает не только свой собственный срок службы. Оно защищает буровые штанги, муфты и сам буровой механизм, снижая ненужную вибрацию и внутренние напряжения. Поэтому своевременная заточка является практичным вложением в техническое обслуживание, повышающим эффективность бурения, надежность инструмента и общую экономическую эффективность бурения.
