Вращательное бурение алмазными импрегнированными коронками.
Глава 4. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ И ЗАКОНОМЕРНОСТИ МЕХАНИЧЕСКОГО РАЗРУШЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД ПРИ БУРЕНИИ
4.1. Общая характеристика механических способов разрушения горных пород
I. Вращательное бурение
Вращательное бурение резцовыми твердосплавными коронками
Данный способ и инструменты предназначены для бурения горных пород I-VII категорий по буримости.
Реализуются резание и скалывание под действием: Рос – осевого усилия и Fр – усилия резания (рис. 4.1).
Параметры резца:
α – угол приострения резца;
γП – передний угол резца;
γз – задний угол резца;
βр – угол резания.
Основные формы резцов:
I – с положительным передним углом;
II – с отрицательным передним углом;
III – самозатачивающийся резец.
Вращательное бурение буровым инструментом с резцами из компо-зиционных алмазосодержащих матери-алов и поликристаллических алмазов.
Применяется для бурения горных пород IV-XII категории по буримости.
Элементом вооружения являются вставки из композиционного материала славутич и алмазно-твердосплавные пластины PDC Stratapax (General Electric, США), Sindit (De Beers, ЮАР), алмазно-твердосплавные пластины – АТП (ИСМ и ВНИИалмаз, Украина и Россия соответственно).
Пластинами PDC и АТП оснащают резцы бурового инструмента. Передний угол γп изменяется от -5º до -25º (рис.4.2).
При бурении пластично-хрупких пород разрушение осуществляется вдавливанием, резанием и сдвигом. При бурении хрупких пород наблюдается раздавливание и скалывание породы алмазными резцами пластинки.
|
|
|
3. Вращательное бурение алмазными однослойными коронками. Применяется для бурения горных пород VIII-X категории по буримости.
При бурении алмазным инструментом реализуются смятие, раздавливание, резание, скалывание.
Основная форма резцов:
- дробленый (необработанный) алмаз (по мере износа приобретает овальную форму);
- округлый – овализованный алмаз;
- округлый – полированный алмаз.
Размер резцов определяется зернистостью используемых алмазов.
Зернистость алмазов изменяется в основном от 10 до 150-200 шт. на карат (1 карат = 0,2 г). Соответственно размер зерен от 2,5 мм до 0,8 и менее.
Овализованные и полированные алмазы реализуют в основном раздавливание, необработанные алмазы с острыми гранями резание-скалывание. Для повышения эффективности разрушения алмазы в коронках могут устанавливаться ориентированно наиболее твердыми гранями в направлении резания-скалывания.
При повышении размера алмаза процесс разрушения видоизменяется от резания к скалыванию, далее к раздавливанию и к упругому деформированию.
Более крупные и дробленые алмазы применяют для бурения менее твердых горных пород, более мелкие, овализованные и полированные, для бурения твердых и крепких горных пород.
|
|
|
Алмазный резец закреплен в твердосплавной матрице (вольфрам + кобальт) и выступает из матрицы на высоту, в основном, не превышающую ⅓ диаметра алмаза.
Алмазный инструмент характеризуется разновысотностью резцов (h1≠h2≠ ≠ h3 на рис. 4.3), которая максимальна на начальном этапе прирабатывания инструмента при бурении.
Для повышения эффективности разрушения горных пород коронки изготавливают с заданным выступанием алмазов из матрицы.
Вращательное бурение алмазными импрегнированными коронками.
Бурение горных пород IX-XII категорий по буримости. При бурении реализуется истирание, микрорезание.
Для изготовления инструмента применяют природные и искусственные алмазы минимальных размеров. Размер зерна 0,9-0,5 мм (зернистость 150 и более шт./карат).
Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 217; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!