Буровые твёрдосплавные коронки СТК для колонкового бурения скважин

А.А. Кожевников, Национальный горный университет (Украина, Днепропетровск)

Буровые твёрдосплавные коронки СТК предназначены для колонкового бурения скважин различного назначения в мало- и среднеабразивных породах средней твердости и твёрдых. Их можно применять при вращательном и вращательно-ударном способах бурения скважин.Буровые твёрдосплавные коронки СТК

Твёрдосплавные коронки СТК разрабатывались с учетом следующих требований [1, 2]:

- в связи с тем, что горные породы обладают прочностью при растяжении в десятки раз меньшей, чем при сжатии, необходимо, чтобы при воздействии резца в породе возникало неоднородное напряжённое состояние, в котором заметную роль играли бы растягивающие напряжения;

- на забое скважины должны располагаться свободные поверхности для развития касательных напряжений не только впереди режущих кромок, но и между ними. Это достигается расположением режущих кромок с зазором, причем расстояние между смежными режущими кромками и режимы бурения должны обеспечивать полное отделение целиков горной породы с заданными механическими свойствами;Буровые твёрдосплавные коронки СТК

- в связи с тем, что твёрдый сплав инструмента имеет прочность на сжатие в 3–4 раза большую, чем на растяжение, необходимо создать условия работы твёрдосплавных вставок в однородном напряженном состоянии сжатия для повышения прочности инструмента. Это достигается сочетанием соответствующей формы и расположения вставок с определённым соотношением горизонтальной и вертикальной нагрузок;

- зазор между вставками должен оставаться не перекрытым по всему кольцу резания, что создаёт благоприятные условия для развития касательных напряжений, а также уменьшает поверхность контакта режущих кромок с породой;

- для повышения момента сопротивления пластин изгибу необходимо расположить вставки длинной стороной по хорде;

- располагать пластины рекомендуется высокой стороной вдоль оси коронки, что способствует сохранению диаметра коронки и скважины. Кроме того, такая ориентация обеспечивает возможность перезаточки и неоднократного использования коронок.

Коронки СТК разработаны совместно с ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский и проектный институт тугоплавких металлов и твердых сплавов» (ВНИИТС). Результаты бурения коронками СТК в Закарпатье и Донбассе приведены в табл. 1.Технико^экономические показатели бурения скважин коронками типа СТК и СА

Благодаря высокой прочности твердосплавных пластин коронки СТК можно успешно применять не только при вращательном, но и при вращательно-ударном бурении высокочастотными гидроударниками. В табл. 2 приведены технико-экономические показатели бурения коронками СТК-76 и СТК-93 в сравнении с коронками СА4-76 и СА4-93. Бурение скважин осуществлялось эжекторным вращательно-ударным способом Закарпатской геологоразведочной экспедицией в породах, представленных туфами, аргиллитами, диортиами VII–X категорий по буримости.Табл. 2 Сравнительные показатели бурения коронками СТК и СА^4 вращательно^ударным способом

Сведения о росте показателей бурения коронками СТК при вращательноударном бурении с применением высокочастотных гидроударников ГВ-5 по сравнению с базовой серийной коронкой СА-4 приведены в табл. 3.Табл. 3 Рост показателей бурения коронками СТК

Таким образом, применение твёрдосплавных коронок СТК обеспечивает рост технико-экономических показателей как вращательного, так и вращательно-ударного бурения. В частности, механическая скорость бурения возрастает на 33–68%, проходка за рейс увеличивается на 13–50%, а на коронку – на 56–250%; производительность бурения повышается на 20–34%; увеличивается выход керна на 2–10%, а себестоимость бурения 1 м скважины снижается на 17–25%.


 

ЛИТЕРАТУРА:

1. Кожевников А.А. Научные основы вращатсльно(ударного бурения глубокх геолого( разведочных скважин высокочастотными гидроударными машинами с отражате( лями гидравлических волн: Дис. докт. техн. наук. Днепропетровск, 1998. (365 с.

2. Кожевников А.А., Гошовский С.В., Мартыненко И.И. Импульсные технологии буре( ния геологоразведочных скважин. ( К: Изд. УкрГГРИ, 2003. 208 с.

Журнал "Горная Промышленность" №3 (97) 2011, стр.44