Резцы поворотные для твердых пород

 

Бурение скважин большого диаметра – это сложный и ответственный процесс, который требует высокого качества оборудования и инструмента. Одним из важнейших элементов комплектации при выполнении соответствующих рабочих операций являются поворотные резцы (зубья). Они обеспечивают разрушение горной породы и формирование ствола скважины с высокой эффективностью.

Общие принципы выбора резцов

 

Бурение обеспечивает разрушение грунта с последующей транспортировкой породы на поверхность шнековым устройством. Основную функцию выполняют резцы, установленные в специальных держателях.

 

Для легких грунтов применяются плоские зубья. Они укрепляются напайками из вольфрама. Изделия этой категории в зависимости от исполнения могут применяться в супесях и суглинках, сланцах, слабосцементированных мергелях и песчаниках. Однако для прохождения более твердых пород они не подходят по причине слишком крупной контактной поверхности, которая повреждается слишком быстро.

 

Отмеченную задачу решают с помощью специальных поворотных резцов. Они выпускаются из легированной стали в форме цилиндра с утолщенной верхней частью сложной формы. Выемка в торцевой части используется для установки твердосплавной вставки, которая фиксируется пайкой. Ее заостренный конический наконечник обеспечивает эффективное разрушение твердых пород – кварцевых песчаников, известняков и др.

 

Для изготовления вставки применяются прочные сплавы, которые подробно рассмотрены в отдельной статье нашего сайта “Особенности выбора резцов для разрушения твердых и мягких пород". Как правило, используются мелкие зерна карбида вольфрама, которые скрепляются кобальтом.

 

Кроме формы, обеспечивающей точечную концентрацию усилий, следует отметить проворачивание резца в кармане при выполнении буровых работ. Эта особенность обеспечивает равномерный износ инструмента и продлевает срок его службы.

 

Технические характеристики, преимущества и недостатки поворотных резцов

Производители буров указывают в сопроводительной документации размеры карманов и указывают в перечнях совместимые модели резцов. Но пользователи могут выбрать альтернативные изделия с учетом личных потребностей и особенностей выполняемого проектного задания.

 

В типовом названии обозначается часть контрольных параметров. Резец РТ−22−12,3, например, относится к группе траншейных. Цифрами отмечены диаметры посадочного отверстия и твердосплавной вставки – 22 мм и 12,3 мм соответственно. В сопроводительной документации производителя указываются дополнительные данные:

 

• длина хвостовика/ общая – 42/ 87 мм;

• вылет/ диаметр головной части – 45/ 38 мм;

• возможность применения при работе с породами определенной категории – от III до VII.

 

Если предполагается прохождение более твердых пород, применяются скальные резцы. Они оснащаются более крупными вставками, которые рассчитаны на соответствующие рабочие нагрузки. В следующем перечне приведены параметры типового изделия этой категории:

 

• диаметр головной части/ хвостовика/ вставки – 50/ 30/ 22 мм;

• длина – 130 мм;

• масса – 1010 г;

• категория породы (макс.) – VII

 

Отдельные модели резцов изготавливаются с кольцом на хвостовике. Это дополнение обеспечивает надежное крепление инструмента в держателе, но не препятствует его вращению.

 

Преимуществами поворотных резцов являются:

 

• высокая скорость процесса бурения;

• эффективное разрушение твердых пород;

• возможность бурения скважин различной глубины и диаметра в разных условиях с помощью широкого ассортимента изделий этой категории.

 

Применение дорогих материалов и сложность технологических процессов производства увеличивает себестоимость инструмента. Но соответствующие инвестиции позволяют существенно увеличить производительность труда и продлить срок службы расходных материалов.

 

Особенности резцов, обладающих повышенной стойкостью к износу

 

 

При прохождении пород малой и средней крепости/ абразивности основной причиной выхода резцов из строя является износ головной части, сделанной из стали. Этот негативный процесс оголяет вставку из твердых сплавов, что провоцирует ее выламывание из державки. В тематических исследованиях отмечается, что затраты на замену инструмента по статистике достигают 25−30% стоимости выполняемых работ.

 

Отмеченные особенности заставляют ответственных производителей увеличивать прочность головной части с применением разных технологий. В следующем перечне приведен пример с последовательностью рабочих операций:

 

• два цикла штамповки при нагреве до +1200°C и +900°C;

• закалка в натриевой или калиевой селитре;

• низкий отпуск при +230°C

• механическая обработка;

• холодная запрессовка вставки.

 

Для приблизительной оценки экономического эффекта упрочнения верхней части поворотных резцов можно воспользоваться результатами тематических экспериментальных исследований. Твердость в обозначенной зоне риска типовых инструментов составляет около 44 HRC. Если увеличить этот контрольный показатель до 55 HRC, можно снизить интенсивность износа державки твердосплавной вставки до 1,9 раз.

 

Дополнительные рекомендации

 

 

При выборе совместимого резца следует уточнить требования к размерам карманов. Они не должны быть слишком узкими, чтобы очистка не вызывала особых затруднений. Засохший грунт способен заблокировать вращение инструмента, что провоцирует его односторонний износ и ускоренный выход из строя. Если в конструкции установлено разжимное кольцо, его размеры также должны соответствовать параметрам резцедержателя.

 

При возникновении затруднений с выбором резцов обращайтесь к специалистам ООО «БурСервис». Мы поможем определиться с инструментом для выполнения буровых работ с учетом особенностей определенного проектного задания.