В горнодобывающей промышленности, при проходке туннелей и в других областях машиностроения оборудование для бурения горных пород постоянно модернизируется с беспрецедентной скоростью, что способствует дальнейшему развитию индустрии инструментов для бурения горных пород.В связи со все более широкими возможностями применения бурового инструмента для бурения горных пород, требования рынка к эксплуатационным характеристикам бурового инструмента также растут день ото дня.Требования к производительности, особенно к буровым инструментам, используемым в сочетании с крупными и тяжелыми механизмами для бурения горных пород (такими как гидравлические буровые установки), из-за высокой интенсивности работ и сложных условий эксплуатации, достигли нового уровня.Этот вид сверлильного инструмента мы обычно называем сверхмощным сверлильным инструментом.
Мощные буровые инструменты играют важную роль при бурении горных пород благодаря своим уникальным преимуществам.Они обладают такими характеристиками, как большое поперечное сечение, большие габариты и большой вес, и могут обеспечить отличное использование энергии в процессе ударопрочного и высокоскоростного бурения горных пород.Однако по мере того, как тенденция к созданию крупногабаритных и сверхпрочных буровых инструментов становится все более очевидной, рыночный спрос на высококачественные буровые инструменты для тяжелых условий эксплуатации становится все более актуальным.
Качество и срок службы высококачественного бурового инструмента в конечном счете зависят от особенностей его организационной структуры.Несмотря на то, что каждый аспект производственного процесса оказывает влияние на эффективность работы сверла, сталь, используемая в сверле, является основным сырьем, и ее характеристики напрямую определяют конечное качество сверла.Если взять, к примеру, сталь для буровых инструментов для тяжелых условий эксплуатации, то она должна обладать хорошей ударной вязкостью, чтобы выдерживать испытания на ударопрочность и высокий износ при бурении горных пород; в то же время, она также должна обладать хорошими технологическими характеристиками и определенной коррозионной стойкостью, чтобы адаптироваться к сложным и изменчивым условиям эксплуатации. операционная среда.
Из-за различий в обеспеченности ресурсами, технологии производства и техническом уровне различных стран типы и свойства стали, используемой в буровых инструментах для тяжелых условий эксплуатации, также различаются.Вообще говоря, их можно разделить на две категории: углеродистая паяная сталь и легированная паяная сталь.Однако с развитием инженерной практики постепенно выявились эксплуатационные ограничения углеродистой паяной стали, что затрудняет удовлетворение все более требовательных эксплуатационных требований.В результате неустанных усилий исследователей появилась легированная паяная сталь, которая быстро завоевала популярность на рынке благодаря своим превосходным эксплуатационным характеристикам.Сегодня мы собираемся обсудить сталь для бурового инструмента повышенной прочности, которая тесно связана с легированной буровой сталью.
Буровой инструмент обычно состоит из четырех частей: бурильной головки, бурильной штанги, хвостовика сверла и соединительной втулки.Каждый из этих четырех компонентов выполняет различные задачи в процессе бурения горных пород, поэтому требования к эксплуатационным характеристикам легированной стали также различны.Поскольку конструкция соединительной муфты относительно проста, требования к производительности относительно единичны, поэтому мы не будем их здесь повторять.Далее мы сосредоточимся на требованиях к производительности бурильной головки, бурильной штанги и хвостовика сверла.
Требования к производительности сверлильных головок
Конструкция бурового долота для бурения горных пород состоит в том, чтобы инкрустировать или приваривать цементированный карбид для бурения горных пород к основанию из легированной стали.Во время работы сверхмощного бурового инструмента буровая головка находится в непосредственном контакте с горной породой, и она должна выдерживать циклические нагрузки различных типов, такие как растяжение, экструзия, кручение и изгиб, а также коррозию горной породы, минеральной воды и других сред. наиболее уязвимая часть инструмента для бурения горных пород – поврежденные детали.В связи с этим к его эксплуатационным характеристикам предъявляются, главным образом, достаточно высокие требования по твердости поверхности, хорошей вязкости, хорошей производительности технологии обработки и определенной коррозионной стойкости.
Требования к эксплуатационным характеристикам бурильных штанг
В процессе бурения горных пород буровая штанга бурового инструмента для тяжелых условий эксплуатации в основном зависит от соединения между внешней резьбой буровой штанги с резьбовым соединением и внутренней резьбой соединительной втулки или бурильной головки, и отверстие в породе просверливается с помощью вращающегося ударного сверла бурового станка для бурения горных пород.Во время бурения горных пород буровая штанга в основном подвергается сочетанию высокочастотного воздействия поршня бурового станка и тяги гребного винта. В то же время, в момент воздействия на буровую установку, порода также создает реактивную силу и передается на буровую штангу через сверлильную головку.Таким образом, бурильная штанга подвергается осевому высокочастотному давлению сжатия и высокочастотному растягивающему напряжению во время бурения горных пород, и в то же время она должна выдерживать напряжение кручения и изгиба.Это требует, чтобы эксплуатационные характеристики бурильной штанги соответствовали требованиям более высокой усталостной прочности, ударной вязкости, коррозионной стойкости, меньшей чувствительности к зазубринам и скорости распространения трещин.
Требования к эксплуатационным характеристикам хвостовика сверла
Хвостовик бурового станка непосредственно выдерживает высокочастотные удары бурового станка. Таким образом, он работает в условиях высокоскоростных, высокочастотных и сильных ударов. Следовательно, он также является ключевой частью гидравлического бурового станка.В соответствии с условиями работы хвостовика сверла для тяжелых буровых инструментов основные эксплуатационные требования к нему заключаются в том, что его сердцевина должна обладать не только хорошей ударной вязкостью, но и достаточной прочностью, чтобы обеспечить высокую ударопрочность при контактной усталости.В то же время, из-за особенностей и сложности формы хвостовика сверла, чтобы учесть усталостную прочность хвостовика сверла на изгиб, выбор материала для хвостовика сверла также должен обладать определенной способностью к прокаливанию.
Заключение
Сталь для бурового инструмента повышенной прочности используется в качестве основного материала при бурении горных пород, и ее эксплуатационные характеристики напрямую зависят от срока службы, эффективности эксплуатации и общей стоимости бурового инструмента.В стремлении обеспечить высокую эффективность, долговечность и экономичность современного бурения горных пород требования к эксплуатационным характеристикам стали для буровых инструментов большой мощности становятся все более жесткими.От идеального сочетания высокой прочности и ударной вязкости до двойной гарантии износостойкости и коррозионной стойкости, а также тщательного учета технологических характеристик – каждый показатель производительности отражает неустанное стремление к превосходному качеству.В будущем, с непрерывным развитием науки и техники и растущей диверсификацией инженерных потребностей, возможности оптимизации характеристик стали для буровых инструментов большой грузоподъемности будут расширяться, что приведет к появлению более эффективных, надежных и экономичных решений в отрасли бурения горных пород.
