技術(shù)文獻(xiàn)
從孔底巖石破碎方式看PDC 鉆頭的能量消耗發(fā)表時(shí)間:2023-08-10 21:43 使用復(fù)合片鉆頭時(shí),合理的切削具布置方式不僅直接影響鉆進(jìn)速度和鉆頭壽命,還決定著巖石破碎過程的能耗. 在切削型鉆頭上,如果切削具覆蓋了整個(gè)端面,則在環(huán)槽中會(huì)出現(xiàn)封閉式切削情況。這時(shí)切削具與巖石接觸的周長最大,使孔壁巖石中的應(yīng)力狀態(tài)無法擴(kuò)展而形成崩離體,摩擦功和能耗最大。如果切削具僅覆蓋部分端面,則存在著半封閉式和邊角處的封閉式切削,這時(shí)的接觸面、摩擦功和能耗較小。這種切削的方式有利于改善孔底沖洗條件并及時(shí)排除巖屑。為了找到能耗更小的切削具布置方式,我們不僅可使用整形的復(fù)合片,還可采用半圓等其他非整形的復(fù)合片。為此需進(jìn)行定量研究,確定復(fù)合片形狀和尺寸變化對(duì)其鑲焊強(qiáng)度和切削刃耐磨損性的影響,以便于在鉆探生產(chǎn)中選擇合理的非整形復(fù)合片。 由表中可看出,在5種形狀中№3和№5是把整形復(fù)合片分割成幾部分,而№1、№2和№4是沿復(fù)合片邊緣去掉一部分形成的。一般用兩種方法沿徑向把復(fù)合片分割成2~4部分,即電火花法和金剛石砂輪切割法。為了保證獲得高質(zhì)量的切削刃,采用磨削的辦法來磨銳切削刃。再借助專用支架,用ПСР-40(烏克蘭國標(biāo))焊料把復(fù)合片焊牢在鉆頭鋼體或胎體上。只要仔細(xì)遵守焊接工藝方法,便可保證復(fù)合片固定在鉆頭鋼體上的強(qiáng)度達(dá)300~380MPa。為了防止在鉆具遭受強(qiáng)力振動(dòng)和動(dòng)載時(shí)復(fù)合片脫落,其抗沖擊力應(yīng)不小于20kN。 №1、№4號(hào)復(fù)合片按自身面積估算其緊固力將達(dá)20~40kN,滿足孔底鉆進(jìn)過程的工作條件?!?號(hào)復(fù)合片端部面積28.7mm2,其緊固力為9~10kN,所以不能滿足孔底鉆進(jìn)的要求。為了提高其強(qiáng)度必須沿兩個(gè)面(端面和一個(gè)新形成的面)進(jìn)行焊接。如果希望進(jìn)一步提高固定強(qiáng)度,還可采用鑲嵌的辦法,即把復(fù)合片的下半部分固定在鋼體或胎體上已加工好的兩個(gè)凸臺(tái)之間。使其不僅有焊接力,還有機(jī)械鑲嵌力。 綜合采用上述方法,便可提高復(fù)合片在鉆頭上的固定強(qiáng)度,把各種形狀的復(fù)合片用于鉆探生產(chǎn)。 |