Ріжучі та стирається матеріали
алмази
Зміст
До 1930-1931 рр. колонкове буріння називалося алмазним, тому що для руйнування гірських порід на вибої застосовувалися майже виключно алмази. В даний час для цієї мети застосовуються: 1) алмази, 2) тверді сплави, 3) дріб чавунна й сталева.
Алмази були застосовані в колонкового буріння раніше інших матеріалів, тому що вони є самими твердими. Алмаз за абсолютною шкалою твер-дости в 140 разів перевищує твердість корунду, в ~ 820 разів - твердість топазу і в ~ 3170 раз - твердість кварцу.
З іншого боку, кварц має твердість, тільки в 3 рази перевищує твердість польового шпату і в 18 разів - твердість апатиту.
Звідси зрозуміло, чому в бурінні алмази мають особливе значення.
У техніці розрізняють наступні типи алмазів: борти, балласи і кар-Бонато.
Борти є крупнокристалічного різниця алмазів світлих тонов- вони характеризуються крихкістю, тому навіть від легких ударів руйнуються. Найбільшу цінність представляють дрібні борти для виготовлення мелкоалмазних (імпрегновану) коронок.
Балласи відрізняються від бортів радіальнолучістим будовою з твердої мелкокристаллической оболонкою. Серед алмазів вони мають найвищу твердість, проте також відрізняються крихкістю.
Карбонати мають майже аморфне будову, тому відрізняються наиболь-шей в`язкістю, менш чутливі до ударів. Вони мають металевий чер-ний блиск (колір воронячого крила), мають досить високу твердість і стійкість на стирання.
Для буріння відбираються алмази, що володіють близькою до кулястої формою. Одиницею виміру для алмазів є карат, рівний 200 мг (0,2 г). За величиною в бурінні застосовуються алмази великі - 0,75-1,5 карата і більш і дрібні - 0,05-0,25 карата.
Відео: 4-5 надтверді ріжучі матеріали
Спосіб вставки алмазів у коронки залежить від їх величини. Великі алмази карбуються. Для карбування великих алмазів необхідно мати набір сле-Сарни (лещата, пили, дриль, зубила, молотки і т. П.) І вимірювального (мер-ні лінійки, циркулі, штангенциркуль і т. П.) Інструменту. Крім того, потрібні каратні ваги.
На рис. 8.2 зображена крупноалмазная коронка. Камені за розмірами такі, що один камінь в торці не перекриває тіло коронки, тому їх розташовують в шаховому порядку: один виставляють назовні, другий всередину. Наприклад, в алмазну коронку діаметром 46 мм (саму ходову) вставляють шість-вісім алмазів.
Кріплення дрібних алмазів в коронках проводиться наступними трьома способами:1) Спосіб спікання. Кільцева пресформа заповнюється металевим порошком- поверх в певному порядку укладаються алмази- маса спресовується при високому тиску і спікається при високих температурах, отримане кільце припаивается або приклепується до торця коронки.
2) Спосіб насичення полягає в тому, що дрібні алмази перемішуються з металевим порошком, суміш пресується і спікається
3) Литий спосіб відрізняється oт попередніх тим, що в спеціальній формі зміцнюються в певному порядку алмази, а потім заливаються особливим сплавом. Кільце з алмазами припаивается до коронки.
тверді сплави
Тверді сплави, що застосовуються при колонкового буріння, поділяються на металокерамічні, литі і порошкові.
Найбільш значним поширенням користуються металокерамічні сплави типу ВК. Цей твердий сплав виготовляється шляхом ретельного пере-мешіванія тонкого порошку дуже твердого карбіду вольфраму з тонким по-Рошком металу кобальту. Суміш пресується під високим тиском у вигляді різців тієї чи іншої форми. Ці різці нагріваються в відновної середовищі до температури плавлення кобальту. Чим менше в сплаві кобальту, тим вищою твердістю він володіє, але одночасно знижується в`язкість, збільшується хрупкость- при колонкового буріння частіше застосовується сплав ВК8 (8 показує процентний вміст кобальту).
Представником литих сплавів є ликар - литий карбід вольфраму. Він відрізняється дуже високу стійкість, але має і велику крихкість, тому його можна з успіхом застосовувати в однорідних, нетріщинуватих абразивних породах.
Порошкоподібні або зернисті сплави є сумішшю тугоплавких ме-Таллі з вуглецем і наплавляються на ріжучі частини бурових наконечників за допомогою вольтової дуги.
За формою металокерамічні сплави поділяються на такі:
1. восьмигранником - перша форма різців з твердих сплавів для буріння - застосовуються при проходці гірських порід порівняно високої твердості, розміри 5х10 мм.
2. Прямокутні пластинки застосовуються приблизно в тих же випадках, що і перші, розміри 3х8х10 мм.
3. Косокутні пластинки застосовуються для проходки м`яких і середньої твердості порід, розміри 3х8х14 мм.
4. Ромбічні пластинки застосовуються при бурінні м`яких порід, розміри 8,5х8,5х3 мм.
Армування коронки різцями з твердих сплавів проводиться в такому порядку:
1) підбирається необхідну кількість різців і короночное кільце;
2) просверливаются або пропилюється гнізда;
3) розправляються гнізда оправками за формою різців;
Відео: різальні інструменти для композитних матеріалів з нітриду бору
4) запресовуються різці в гнізда коронки;
5) різці припаиваются в муфельних печах мідним або латунним припоєм;
6) різці заточуються на екстракарборундових колах під належний кут;
7) проточуються канавки для проходу промивної рідини.
Восьмигранники мають в перетині 5 мм, т. Е. Менше товщини короночного кільця (6,5 мм), тому вони розташовуються в торці коронки в шаховому порядку, по аналогії з великими алмазами.
Восьмигранні і пластинчасті різці при бурінні твердих порід виставляються з торця на 3 мм на бічні поверхні на 0,75-1,0 мм. При бурінні такими коронками виходить незначний зазор між стінками свердловини і стінками колонкового снаряда. При бурінні в м`яких породах з глинистої промиванням колонкові снаряди з коронками, що мають малий вихід різців, часто прихоплюють.
Для збільшення зазору між стінками свердловини і стінками коронки різці косокутній і ромбічної форми виступають за бічну поверхню коронки на 5 мм-таким чином, діаметр коронки в різцях виходить більше діаметра короночного кільця на 10 мм, т. Е. Майже на інтервал між суміжними діаметрами коронок . При такому виході різців за бічні стінки коронки можна застосовувати інтенсивну промивку глинистим розчином і забезпечувати великі механічні швидкості буріння.
дріб бурова
Дріб бурова застосовувалася раніше для проходки міцних порід в умовах дефіциту алмазного породоразрушающего інструменту.
Виготовляється дріб з чавуну з підвищеним вмістом фосфору - до 1,2%, кремнію до 2,75%, марганцю до 0,8%, сірки не більше 0,04%. Діаметр бурової дробу 2-4,5 мм.
Замість чавунної як більш продуктивну застосовували сталеву дріб. Спочатку застосовувалася власне сталева січка, яку виготовляють зі старих сталевих канатів, і тільки значно пізніше були розпочаті роботи з лиття сталевого дробу. Крім цього, сталеву січку виготовляли зі сталевих стружок. Сталеві стружки виходять при силовому різанні старих сталевих труб або сталевих плит. Діаметр сталевого січки 3,0-3,5 мм. Сталева дріб термічно обробляється.
