1 Особенности твердосплавных буровых инструментов
Для бурения необходимо применять долото или коронку. Это главный рабочий инструмент, который берет на себя всю нагрузку от разработки породы.
Само по себе долото – это искусственно вылитая из металла матрица, на которую монтируют дополнительные детали. Например, шарошки, зубцы и т.д. При вращении эти зубцы разрабатывают породу и дают человеку возможность выполнять бурение каналов, тоннелей и т.д. Без них невозможно обойтись при разработке шахт, прокладке тоннелей для метро или автомобильных путей, коммуникаций и т.д.
Коронки являются по сути тем же долотом, только работают они немного по другому принципу. Стандартное долото разрабатывает породу прямым методом контакта. То есть оно будет бурить землю по всей площади соприкосновения. И возможно даже по краям, если для этого на нем установлены необходимые элементы.
Коронки же дают нам возможность работать колонковым методом. Простейший пример таких действий – бурение алмазными коронками бетонных конструкций. Сама коронка имеет форму пустотелого цилиндра. Одна стенка цилиндра является его тыльной стороной, а второй просто нет.
Вместо нее коронка по периметру затачивается или оборудуется нарезными бурильными элементами. В основном резцами или чем-то подобным.
При работе таким методом бурение происходит за счет врезания резцов коронки в породу, в то время как центральная ее часть остается нетронутой. Она просто фиксируется в цилиндре, а затем вынимается.
Крупногабаритные твердосплавные вставки для буровых долот
Твердосплавные долота и коронки от обычных отличаются используемыми режущими элементами. Учеными уже доказано, что при процессе бурения любых пород есть определенная зависимость износа бурильного инструмента, от нескольких факторов. Чтобы увеличить их срок работы используют твердосплавные металлы.
Имеются в виду сплавы из никеля, вольфрама и титана. Существует огромное количество сплавов такого типа, поэтому выделять основные смысла нет. Только стоит понимать, что твердосплавными делают не тело долота или коронки, а сами режущие элементы.
Исключения, конечно, имеются, но они чрезвычайно редки. А все дело в том, что буровые долота и коронки полностью из вольфрама или титана – это инструменты огромной прочности, но и не меньшей цены. Использовать их в абсолютном большинстве случаев нерентабельно.
Другое дело, когда буровые насадки оборудуют только режущими элементами, которые уже выполняли из твердых сплавов. В таком случае затраты на производство понизятся в десятки раз, а вот долговечность работы и эффективность оборудования обязательно повысится.
Долота, как правило, оборудуют врезными пластинами, конусообразными резцами и т.д. Их запрессовывают непосредственно в матрицу или рабочий элемент. Например, твердосплавные частицы всегда запрессовывают в шарошки, таким образом, повышая их надежность и долговечность.
Коронки не нуждаются в использовании пластин, на них монтируют очень мелкие резцы, или же прикручивают стираемые расходные насадки из твердых сплавов.
Как выбрать подходящую коронку
Обращать внимание следует на материал изготовления, технические параметры и, в частности, размер, а также на конструкционные особенности. Что касается материала, то для простейших операций подойдет стандартная твердосплавная оснастка, а работы с бетоном или кирпичом желательно реализовать с алмазными сегментами
Диаметр подбирается строго в соответствии с требованиями к результату. При этом не рекомендуется отдавать предпочтение дешевой оснастке. Как правило, цена коронки буровой высокого качества стоит порядка 1-1,5 тыс. руб. Причем это ненамного превышает стоимость дешевых изделий от малоизвестных производителей, которая может составлять 700-800 руб. Качественная высокопрочная коронка оправдает эту переплату за счет более длительного эксплуатационного срока и эффективности абразивно-разрушающего воздействия.
Особенности алмазных коронок
Применение алмазных сегментов в сверлах и коронках считается наиболее перспективным направлением и в горнодобывающей, и в строительной отрасли. Во-первых, это связано с повышенной стойкостью самого материала, который практически не имеет ограничений в плане обработки. Во-вторых, долговечность и низкий уровень износа режущих сегментов данного происхождения делает использование алмазной структуры и экономически оправданным. Сегодня алмазные буровые коронки используются во всех сферах, где требуется формирование скважин того или иного рода. К преимуществам такой оснастки также относят и гибкость в плане условий эксплуатации. Например, технологии бурения позволяют использовать коронку при подводных работах с сохранением достаточно высокой степени производительности.
Технические характеристики
Одним из главных параметров коронки является соответствие тому или иному хвостовику. В частности, различают модели, которые взаимодействуют с цилиндрическими, шестигранными и типами хвостовиков SDS-max
Важно отметить, что для каждого вида патрона подходит определенный размер. Например, с универсальной системой SDS-max сочетаются диаметры буровых коронок от 20 мм
Общий же диапазон по этому значению варьируется от 8 до 150 мм. Значимой характеристикой является и способ охлаждения. Обычно насадки делят по способности реализовать один из методов сверления – мокрый или сухой. Использование первого метода предусматривает подачу воды в ходе выполнения операции – таким образом обеспечивается охлаждение элемента и отведение шлака с пылью. Отказ от системы стороннего охлаждения при сухом бурении упрощает организационный процесс выполнения операции, но сокращает технический ресурс коронки.
Дополнительные аксессуары, используемые в буровых машинах
Инструмент буровой с коронкой имеет довольно простое строение, которое полностью отвечает его назначению. Вышки обычно устанавливаются вдалеке от населенных пунктов, так что и доставка к ним ремонтных комплектов является трудоемкой и дорогостоящей задачей. А, как известно, чем проще механизм, тем он надежнее. Поэтому для полевых условий идеально подходит простое и эффективное средство разработки.
Для крепления коронки служит специальный элемент, который представляет собой механизм, зажимающий хвостовик детали, чтобы обеспечивать максимально надежную фиксацию. Называется аксессуар державка для буровой коронки. Он изготавливается из специального сплава, который будет нечувствителен к постоянным вибрациям, сопровождающим работу механизма. Это обеспечит ему долговечность и надежность.
Типы буровых насадок
Во время процесса бурения экспедиция может столкнуться с любыми трудностями, так как состав земных пород везде неоднороден. Это приводит к возникновению ситуаций, когда один участок пути был пройден при помощи определенного элемента, но далее он бурить отказывается из-за неподходящих условий. Тогда требуется проведение замены, чтобы можно было продолжить работу. Всего различают три вида основных деталей:
- • алмазные буровые коронки;
- • коронки твердосплавные;
- • коронки для бурения по бетону.
Третий вид используется только для строительных мероприятий, так как в геологической разведке и добыче полезных ископаемых нет необходимости бурить технологические отверстия в бетоне. А вот при возведении различных объектов такая потребность возникает регулярно. При этом конструкция инструмента значительно отличается от буровых установок, а процесс называется бурением только потому, что происходит по похожей схеме.
Твердосплавные модели изготавливаются из стали самых твердых марок, прошедшей дополнительную закалку. С ее помощью можно легко пробиваться сквозь грунты с различным уровнем вязкости. Но при столкновении с каменистыми горными породами этот элемент будет малоэффективен, так что используется алмазный аналог. Он обладает максимально твердой из всех возможных структурой, поэтому будет легко пробиваться даже через самый прочный слой. Если же какая-либо задача окажется не по силам и ему, то выручить сможет только подрыв, который можно будет произвести специальной шашкой.
Типовые диаметры буровых коронок отвечают технологическим потребностям проделываемых скважин. В промышленности на текущий момент имеется довольно много разных элементов, которые могут быть использованы на практике. Из основных стоит отметить только те, которые имеют массовое распространение во всех странах:
- • рабочая насадка с диаметром 26 миллиметров;
- • рабочая насадка с диаметром 36 миллиметров;
- • рабочая насадка с диаметром 46 миллиметров;
- • рабочая насадка с диаметром 59 миллиметров;
- • рабочая насадка с диаметром 76 миллиметров;
- • рабочая насадка с диаметром 93 миллиметров;
- • рабочая насадка с диаметром 112 миллиметров;
- • рабочая насадка с диаметром 132 миллиметров;
- • рабочая насадка с диаметром 151 миллиметров.
Это наиболее распространенные на практике типовые размеры, которые могут служить для разведки, добычи и бурении отверстий под закладку взрывчатки.
Устройство буровой коронки
Конструктивно инструмент представляет собой цилиндр, один из концов которого имеет резьбу для фиксации на колонковой трубе, а другой оснащен твердосплавными пластинами. На наружной поверхности корпуса коронка твердосплавная имеет фрезерованные шламовые пазы, которые помогают свободно проходить разрушенную породу. На ее внутренней поверхности (в том месте, где она соединяется с колонковой трубой) имеется конусная поверхность, предназначенная для захода керновательного кольца. Между резцами на торце корпуса вырезают пазы, которые служат для свободного прохода промывочной жидкости.
Вид торца, где расположены твердосплавные пластины, а также форма самих пластин зависят от области применения инструмента. При этом в зависимости от расположения твердосплавные пластины имеют разное название и назначение.
Расположенные на торце корпуса пластины называют основными, а те, что находятся на наружных и внутренних стенках корпуса, – подрезными. Кроме того, в промывочных каналах некоторых коронок имеются дополнительные подрезные пластины. Они не только разрушают породы забоя, но также служат для калибровки стенок формируемой скважины.
Разновидности
Коронки разделяют по нескольким принципам, в том числе по назначению и конструкционному устройству. Что касается назначения, то обычно применяют условное разделение на оснастку для бетона, алмазные элементы и буровые установки на основе твердосплавных металлов. Конструкционное устройство твердосплавных элементов тоже разделяется на три группы. Первая представляет сегмент ребристых коронок, которые характеризуются как неабразивные или мелкоабразивные. Как правило, буровое оборудование с таким оснащением используют в работе с глиной, известняком, торфом, мергелем и другими составами грунта. Вторая категория – это резцовые коронки, которые считаются монолитными и малоабразивными. Такой инструмент применяется в обработке глинистого и песчаного сланца, известняка и доломитов. И третья группа представляет самозатачивающиеся коронки с монолитной и абразивной поверхностью. Таким буром обрабатывают алевролиты, диориты и конгломераты.
Твердосплавные коронки
Твердосплавные коронки используются при в колонковом бурении (геологоразведочное бурение на твердые полезные ископаемые), в породах c I по IX категории. Основной конструктивный элемент такого инструмента – это корпус в виде короночного кольца, имеющий рабочую часть с вооружением.
В качестве вооружения для твердосплавных коронок используются резцы из твердых сплавов, обычно вольфрамо-кобальтового марок ВК-6 или ВК-8. Резцы изготавливаются в виде пластинок, призм, гидроцилиндров, либо более разнообразных и сложных конфигураций, и подразделяются на очень мелкие, мелкие и крупные. Кстати, ремонт гидроцилиндров в Москве заказывайте тут.
По наружной поверхности твердосплавных коронок обычно протачиваются специальные каналы (пазы). Это необходимо для улучшения условий удаления шлама с забоя, в связи с очень маленькой величиной кольцевого зазора между коронкой и стенкой скважины. Количество каналов зависит от диаметра и типа коронки, и колеблется в широких пределах от 2 до 12.
Существует два вида резцов:
– основные;
– подрезные.
Основные резцы разрушают горную породу по площади забоя, а подрезные калибруют ствол скважины по периферии, и отбираемый керн по внутренней части. Расположение резцов определяется с таким расчетом, чтобы торец короночного кольца перекрывался 2-3 резцами. От углов наклона и резания резцов зависит эффективность работы коронки.
В зависимости от формы и размеров резцов все твердосплавные коронки делятся на три группы:
– ребристые;
– с затачиваемыми резцами;
– с самозатачиваемыми резцами.
В соответствии с условиями работы и характером пород существуют следующие типы коронок:
“М” – для бурения в мягких породах;
“СМ” – для бурения в малоабразивных породах средней твердости, или породах, перемежающихся по твердости;
“СТ” – для бурения в трещиноватых малоабразивных породах средней твердости, или трещиноватых породах, перемежающихся по твердости;
“СА” – для бурения в монолитных, абразивных породах средней твердости, или монолитных породах, перемежающихся по твердости.
Категория пород по буримости для твердосплавных коронок
М1 | М2 | М5 | СМ5 | СМ6 | СТ2 | СА1 | СА2 | СА4 | СА5 | СА6 |
I-II | II- IV | II- V | V- VI | V- VII | IV- VI | VI- VIII | VI- IX | VI- IX | VI- IX | VI- IX |
В настоящее время серийно выпускаются коронки “СМ5″, “СМ6″, “СА5″, “СА6″.
см. также:? Алмазные коронки.
Более подробную информацию вы можете найти в рубрике “Буровой инструмент” в разделе ““.
Основные производители оборудования
Достаточно увидеть буровые коронки на фото, чтобы понять, что существует довольно много вариаций даже в пределах одного типоразмера. Каждый производитель стремится добавить что-нибудь свое, чтобы потом сделать на этом акцент в рекламной кампании и обыграть своих конкурентов в борьбе за покупателя. Это характерно для изделий по бетону, так как бурение земли не подлежит каким-либо вариациям. Для российского рынка можно выделить несколько основных производителей, чья продукция всегда пользуется спросом:
- • Коронка буровая «Зубр» может легко работать на больших оборотах, имеет внушительный вес, что позволяет ей хорошо «вгрызаться» в крепкий материал.
- • Коронка буровая КНШ с алмазным напылением может работать не только по бетону, но и по кирпичу, шлакоблоку и другим материалам с одинаковой эффективностью, которая будет зависеть лишь от используемого инструмента.
- • Коронка буровая SDS Max немецкого производства может легко справляться с любыми материалами, при этом имеет максимальный запас рабочей прочности.
Цена буровой коронки напрямую зависит от ее функционального оснащения. Стоимость также будет расти с увеличением диаметра, что вполне логично. Ознакомиться с актуальным прайсом на момент покупки можно будет у торгующей компании.
Твердосплавные коронки от ЗАО Буровые технологии
Мы предлагаем наиболее часто используемые при проведении буровых работ твердосплавные коронки типов СМ и СА.
Резцовая коронка твердосплавная типа СМ в качестве армирования режущей части оснащена основными и подрезными твердосплавными призматическими резцами, имеющими малое сечение (3 х 3 миллиметра).
В промывочных окнах, расположенных по наружному диаметру коронки, имеются дополнительные подрезные резцы, назначением которых, помимо разрушения пород забоя, является калибровка стенок скважины.
Благодаря ступенчатому расположению резцов под различными углами относительно радиуса самой коронки и плоскости забоя, создаются оптимальные условия разрушения породы.
Микрорезцовые самозатачивающиеся коронки СА имеют твердосплавные резцы еще меньшего сечения (1,8 х 1,8 миллиметра). Они собраны в пакеты и размещены на опорных пластинах, которые установлены на режущей части инструмента. Это обеспечивает не только эффективное разрушение породы, но и самозатачивание резцов в ходе бурения.
Каждая коронка имеет промывочные окна, а также шламовые пазы на наружной поверхности корпуса.
Назначение твердосплавных коронок типов СМ и СА
Название | Назначение |
---|---|
СМ-4 | Коронка СМ-4 применяется для проведения буровых работ преимущественно по малоабразивным монолитным перемежающимся породам V-VI категорий, частично VII категории (аргиллиты песчаных или глинистых сланцев, алевролиты, слабые песчаники, известняки и т. п.). |
СМ-5 | Предназначена для бурения малоабразивных монолитных, а также слаботрещиноватых горных пород, имеющих V-VI категории (известняки, доломиты, глинистые или песчаные сланцы, серпентиниты и т. п.). |
СМ-6 | Коронка СМ-6 используется при бурении преимущественно малоабразивных трещиноватых и монолитных пород, классифицируемых VI-VII категориями (например, доломитов, серпентинитов, известняков, перидотитов и т. п.). |
СА-4 | Предназначается для буровых работ преимущественно по абразивным, монолитным и слаботрещиноватым горным породам VI-VIII, а также частично IX категории (пироксениты, габбро, порфириты, дациты, диориты, гранатовые и диопсидомагнетитовые скарны и т. п.). |
СА-5 | Представляет собой твердосплавную коронку с микрорезцами. Используется при бурении абразивных пород VI-VIII категорий, частично IX категории (габбро, доломиты, песчаники, окварцованные известняки, порфириты и другие горные породы, имеющие среднюю твердость). |
СА-6 | Применяется в буровых работах по монолитным абразивным и перемежающимся породам, имеющим VI-VIII (частично IX) категории буримости (песчаники, габбро, окварцованные известняки, диориты и т. п.). |
Назначение буровых коронок
Чаще всего наиболее крупные представители этого класса насадок используются в горнодобывающей промышленности. Высокая степень износостойкости и разрушающего воздействия, подкрепленного силовыми мощностями основного оборудования, позволяют инструменту справляться с бурением твердотельных каменных пород. Но и строительная область не обходится без данного типа оснастки. В частности, коронка буровая входит в комплектацию некоторых видов перфораторов и даже многофункциональных шуруповертов с ударной функцией. Другое дело, что в данном случае и размеры, и эксплуатационные возможности коронки менее высоки, чем в моделях, рассчитанных на работу с горными породами.
Важно отметить и способности работы коронок с конкретными материалами. Те же перфораторы в мощных исполнениях справляются с бетоном и некоторыми каменными породами
Обычно коронка буровая для таких задач включается в состав станочных перфорирующих машин, которые могут применяться для создания крупноформатных отверстий в стенах.
Производители коронок
Высококачественные коронки широкого назначения выпускаются под марками Dewalt, Bosch, Makita и т. д. Данные производители плотно занимают позиции на строительном рынке, наделяя свою продукцию передовыми технологическими преимуществами. Профессиональный же сегмент представляют компании Elitech, Kraftool и MATRIX. В линейках этих брендов можно встретить крупноформатные насадки, которые, в частности, дополняют буровое оборудование в горнодобывающей промышленности. Неплохие по характеристикам коронки выпускают и отечественные предприятия, среди которых «Интерскол», «Зубр», «Энкор» и др.
Заключение
Работы по бурению и сверлению твердотельных материалов требуются не только в специализированных профессиональных сферах. Даже бытовой перфоратор во многих модификациях поддерживает совмещение с такими насадками. Другое дело, что это с большей вероятностью будет коронка буровая небольшого диаметра. В домашнем хозяйстве наличие такого инструмента может потребоваться в случае ремонта коммунальных систем. Например, если планируется прокладка сантехнических или отопительных каналов через стену. Мелкоформатные коронки также пригодятся для создания небольших отверстий в том же бетоне с целью организации электротехнической инфраструктуры.