В строительной отрасли и геологоразведке буровая штанга является важным буровым инструментом, а ее производительность и эффект от использования напрямую влияют на эффективность и качество работы. Тип резьбы буровой штанги, являясь важнейшим звеном в проектировании и производстве буровой штанги, оказывает немаловажное влияние на производительность буровой штанги. В этой статье в простой и понятной форме будут представлены типы резьбы буровых штанг, чтобы помочь читателям лучше их понять.
Эволюция форм резьбы
Процесс применения форм резьбового соединения к буровым инструментам претерпел множество изменений. В виде резьбовых соединений последовательно были приняты коническая трубная резьба, трапециевидная резьба старого образца, зубчатая резьба. Удлинительный стержень для бурения горных пород, часто с использованием зубчатой резьбы для передачи энергии плечевого седла. До 1940 года буровые долота с передачей энергии с заплечиком использовались при бурении туннелей для соединения с буровыми штангами с 25,4-миллиметровой 4-кнопочной резьбой с ламповым седлом. Все эти формы резьбы были исключены из-за небольшого шага, небольшой площади контакта, несущей давление, высокой склонности к концентрации напряжений, быстрого износа, низкого срока службы, быстрых потерь энергии, трудностей обработки, а также трудностей с погрузкой и разгрузкой.
После 1950 года появилась волнистая резьба пряжек 25,4мм2. По мере расширения поперечного сечения буровой штанги угол спирали становится меньше, давление на поверхность резьбы увеличивается, а загрузка и разгрузка становятся трудоемкими. Поэтому он обычно используется только в том случае, если диаметр резьбы меньше или равен 32 мм. Однако в туннелях или проходках, поскольку буровая скважина в породе не глубокая, обычно не требуется удлинять буровую штангу, и она также используется для резьбы диаметром 38 мм. С появлением высокочастотных и мощных перфораторов резьба углубилась, а шаг увеличился. После 1960 года появилась резьба сглаживания с большим шагом — резьба HL. Эта форма резьбы состоит из комбинации зубцов и дуг и также известна как составная резьба. Позднее, в связи с появлением гидравлических буров, в 1970 году шведские компании Secoroc и Sandvik одновременно предложили новую резьбу типа FI, широко известную как трапециевидная или Т-образная резьба, в основном используемую для резьбовых соединений диаметром более 38мм.
В последние годы появилась резьба S. Она также известна как резьба C, разновидность трапециевидной резьбы с двойной головкой. Угол зуба S-резьбы и Т-образной резьбы одинаковы, но их шаг больше, чем у Т-образной резьбы. По сравнению с Т-образной резьбой эта резьба имеет меньший крутящий момент при затягивании и демонтаже, а также большую зону давления и износостойкости. Это более подходящая конструкция резьбового соединения для буровых инструментов с удлиненной резьбой большого сечения.
Тип резьбы для резьбовых удлинителей
- Гофрированная резьба (резьба R)
Гофрированная резьба является наиболее давно используемой, более зрелой и наиболее широко распространенной структурой резьбы в буровых инструментах с удлинением резьбы. Его структура и геометрические размеры неоднократно пересматривались и официально включены в международные стандарты ISO и национальные стандарты различных стран. В то же время это основная форма структуры резьбы в линейке инструментов для бурения по породе среднего и малого поперечного сечения, и это тип резьбы с большим количеством разновидностей, спецификаций и количества в инструментах для бурения по породе, адаптированный к более широкий спектр моделей буровых машин и приложений для бурения.
Характеристики следующие:
А. После обработки поверхности, такой как цементация, она имеет достаточную износостойкость.
Б. Потери при передаче энергии невелики.
C. Загрузка и разгрузка более удобны.
D. Его можно обрабатывать на специальном токарном станке, а себестоимость изготовления низкая.
2. Составная резьба (резьба HL)
С момента своего появления в 1960 году композитная резьба широко использовалась в течение довольно долгого времени и была принята во многих национальных и региональных буровых инструментах и стандартах ISO. Он сочетает в себе преимущества гофрированной и зубчатой резьбы. Недостаток – трение в углу резьбы слишком велико, и обработка достаточно сложна. Этот тип резьбы применяется к резьбовым соединениям большего диаметра и заменяется Т-образной резьбой.
Характеристики следующие:
A. Большая зона давления, высокая эффективность передачи энергии.
B. Медленный износ, большая допустимая величина износа, длительный срок службы.
C. Удобная загрузка и разгрузка.
3. Трапециевидная резьба (Т-резьба)
Благодаря стабильному углу спирали, низкому моменту затяжки и разжима, большой контактной поверхности, несущей давление, и объему, доступному для износа, он имеет отличные эксплуатационные характеристики и длительный срок службы при сверлении. Таким образом, он постепенно стал основной конструкцией резьбового соединения на соответствующих буровых инструментах для резьбовых соединений среднего и большого сечения.
Область применения буровых штанг с различными типами резьбы
| Классификация резьбы | Применимый номинальный диаметр | Область применения для бурения горных пород |
| Гофрированная резьба | 22、25、28、32、38 | Отверстия в камнях среднего и малого диаметра |
| Трапециевидная резьба | 38、45、51 | Отверстия в камнях среднего и большого диаметра |
| Составная резьба | 32、38、45 | Отверстия в камнях среднего и большого диаметра |
Заключение
Тип резьбы буровой штанги является одним из важнейших факторов, влияющих на производительность и эффективность использования буровой штанги. Понимание характеристик и применимых сценариев использования различных типов резьбы может помочь нам лучше выбирать и использовать буровые штанги, а также повышать эффективность и качество бурения. В практических приложениях нам необходимо всесторонне учитывать такие факторы, как глубина бурения, стратиграфические условия и эксплуатационные требования, чтобы выбрать наиболее подходящий тип резьбы буровой штанги, чтобы обеспечить плавное проведение буровых операций.
