Выбор сталей для изготовления резцов, державок и других расходников для буровых работ

 

Буровое оборудование – это комплекс устройств и инструментов, используемых для производства скважин в грунте. В эту категорию включают скальные зубья и державки, другие расходные материалы и элементы конструкций. Качество и надежность оборудования во многом зависят от материала, из которого оно изготовлено. Особенно важен выбор стали для изготовления изделий, подвергающихся интенсивному износу и воздействию наиболее сильных нагрузок в процессе эксплуатации.

 

Из каких материалов изготавливаются скальные зубья и другие буровые инструменты

 

 

Эти конические или цилиндрические элементы, закрепленные на державке или коронке, служат для разрушения породы при бурении. Скальные зубья должны обладать высокой твердостью, износостойкостью, ударной вязкостью и термостойкостью.

 

Для изготовления изделий обычно используют сталь с высоким содержанием углерода (0,8−1,2%) и легирующие элементы, такие как марганец, хром, никель, молибден, ванадий и титан. Этими добавками в процессе производства изменяется структура кристаллической решетки железа с целью изменения вязкости, твердости, других базовых свойств основного вещества.

 

Примеры таких сталей: 65Г, 70Г, 75ХГ, 40ХН, 40ХН2МА, 40ХНМ, 40ХНМФА, 40ХНВФА, 30ХГСА, 35ХГСА, 40ХГСА, 30ХГМА, 35ХГМА, 40ХГМА, 30ХГНМА, 35ХГНМА, 40ХГНМА и другие. Этот материал подвергается термической обработке, такой как закалка, отпуск или цементация, чтобы улучшить его контрольные характеристики.

 

Особенности отдельных сортов стали учитываются при выпуске разных инструментов:

 

• шарошечные долота – 17НЗМА, 20ХНЗА;

• резцы для проходческих (угледобывающих) комбайнов – 30ХГСА, 35ХГСА;

• коронки – 38ХНЗМФА, 40ХН2МА, 18Х2Н4МА, 18Х2Н4ВА, 35ХГСА, 30ХГТ, 45ХН;

• резцы для бурения скважин с применением вращательных технологий − 35ХГСА, У7, 45Г2.

 

Укрепление инструмента выполняется вставками, сделанными на основе вольфрама и кобальта. Исходные ингредиенты берут в порошкообразном состоянии с очень высоким уровнем очистки, исключающем наличие посторонних примесей. Детали (конические, плоские, клиновидные и другие) формируют спеканием, обеспечивающим плотную равномерную структуру.

 

Для обозначения этих сплавов применяется стандартный код «ВК», обозначающий основу из карбида вольфрама и кобальта. В следующем перечне приведены примеры буровых работ в разных породах и соответствующие марки материалов тугоплавких вставок:

 

• абразивные и монолитные (с максимальным коэффициентом твердости 8 по шкале Протодьяконова) – ВК6;

• крепкие (14) – ВК8В;

• вязкие и твердые (18) – ВК8ВК;

• очень крепкие с абразивными включениями (20) – ВК10КС, ВК15.

 

Для корректного выбора следует учитывать особенности применяемой технологии бурения: шарошечное, ударно−вращательное или др.

 

Какие материалы и технологии применяются для изготовления специализированного оборудования

 

 

Любая сталь в исходном состоянии отличается сравнительно небольшой стойкостью к механическим нагрузкам. Необходимуя прочность изделиям придает закалка. Этот процесс заключается в регулируемом нагреве до температуры преобразования типа кристаллической решетки материала с последующим охлаждением. Одновременное увеличение хрупкости компенсируется отпуском – другим этапом высокотемпературной обработки.

 

Также с нагревом (до +800°C) выполняется цементация. Этот процесс обеспечивает насыщение верхнего слоя стальной заготовки углеродом. Добавление этого элемента укрепляет изделие и предотвращает его быстрый износ при контакте с абразивными фракциями.

 

Примеры деталей, для изготовления которых применяются соответствующие сорта стали:

 

• штыревая шарошка – 14XH3MA;

• втулка для долота – 4Х17H2;

• корпуса коронок – 35ХГСА, 20Х2Н4А, 18Х2Н4МА45ХН, 40ХН, 40ХН2МА, 35Л;

• буровые штанги – 35, 40Х, 40ХН, 30ХГСА.

 

Расшифровка обозначений сортов стали выполняется по стандартному алгоритму. Первая группа цифр обозначает содержание углерода в процентах. Десятые и сотые доли этого показателя применяются для обозначения инструментальных и конструкторских сталей соответственно.

 

Буквами зашифрованы названия легирующих элементов. Следующая за ними цифра обозначает их процентное содержание. При отсутствии – подразумевается не более 1,5%.

 

От чего зависит стоимость бурового инструмента

 

 

В общем случае затраты на изготовление изделий определяются следующими факторами:

 

• маркой стали и твердосплавной части тела резца и наконечника соответственно;

• размерами элементов конструкции;

• сложностью формы;

• количеством и особенностями сопутствующих технологических операций.

 

Существенное значение при формировании цен имеет коммерческая политика производителя и продавца. В отдельных ситуациях продукция новых компаний ничем не уступает по качеству аналогам старых профильных предприятий, устанавливающих отдельную надбавку к стоимости за бренд.

 

Выбор стали для изготовления скальных зубьев, державок, коронок и другого специализированного оборудования является важным фактором, определяющим эффективность и безопасность бурения. Этот материал должен соответствовать требованиям по следующим базовым показателям:

 

• твердости;

• износостойкости;

• ударной вязкости;

• термостойкости;

• прочности;

• жесткости;

• устойчивости к усталости, коррозии и трещиностойкости.

 

Для достижения этих свойств сталь подбирается с учетом содержания углерода и легированных элементов, а также подвергается различным видам термической обработки.

 

Чтобы сделать правильный выбор, обращайтесь к специалистам ООО «БурСервис». Мы поможем выбрать лучшие скальные зубья и другие изделия для производства буровых работ с минимальными сопутствующими затратами. В ассортименте нашей компании мы предлагаем только качественную продукцию с товаро−сопроводительными документами и оформлением официальных гарантийных обязательств.