Конструктивные особенности алмазных коронок.

Износостойкость матрицы определяется на специальных испытательных машинах и характеризуется величиной потери массы при абразивном износе испытываемого образца за единицу времени. Ориентировочное представление об износостойкости различных матриц дает их линейный износ по высоте при бурении одной и той же породы.

Твердость матрицы, обычно выражаемая в HRC, не является показателем, идентичным износостойкости данной матрицы. Коронки с одной и той же твердостью матрицы могут иметь различную износостойкость, если они изготовлены из различного материала. Кроме того, твердость весьма неоднородных по составу металлокерамических матриц вообще не может быть выражена однозначно. Однако вследствие того, что измерить твердость проще, чем износостойкость, в настоящее время принято для сугубо ориентировочной оценки износостойкости матрицы указывать ее твердость. Эта величина представляет среднеарифметическое число, полученное по 8—10 измерениям в каждом секторе матрицы.

Размещение алмазов в матрице и их число существенно влияет на работоспособность инструмента. Наряду со свойствами материала матрицы и величиной зернистости алмазов это факторы определяют специализированное назначение коронки.

Основными параметрами, которые характеризуют вооруженность коронок алмазами, являются: содержание алмазов в коронке; насыщенность торца матрицы алмазами; схема размещения алмазов. Содержание алмазов в коронке определяется общей массой (в каратах) всех алмазов, заложенных в матрицу. Насыщенность торца матрицы алмазами характеризуется числом алмазов, расположенных на единице площади торца (выражается в шт/см2), или массой алмазов в единице объема алмазоносного слоя матрицы (выражается в кар/см).

В зависимости от размещения и крупности алмазов в матрице различают два основных типа алмазных коронок: однослойные и импрегнированные. Схемы устройства коронок и размещения алмазов в них показаны на рис.2.3. В однослойных коронках алмазы по торцу матрицы располагаются в один слой по определенной схеме. Кроме торцевых алмазов, выполняющих основную работу по разрушению породы на забое, матрица армируется двумя-тремя слоями так называемых подрезных алмазов. Подрезные алмазы в коронках всех типов предохраняют их от быстрого износа по наружному и внутреннему диаметрам.

Однослойные коронки имеют наибольшее число разновидностей типов и марок. В импрегнированных коронках в качестве основных рабочих камней используются алмазы мелких фракций или алмазы, полученные после дробления более крупных фракций. Размер применяемых алмазов обычно составляет 400—120 шт/кар и мельче (до 1200—600 шт/кар). Мелкие алмазы равномерно распределены в импрегнированных коронках по всему объему рабочего слоя матрицы и называются объемными алмазами. Работа импрегнированных коронок основывается на принципе самозатачиваемости. Такие коронки снабжаются более крупными подрезными алмазами.

По внутренней и наружной боковым поверхностям матрицы коронки армируются подрезными алмазами более крупных размеров, чем объемные. Это алмазы крупностью 30—20, 50—30 и 60— 40 шт/кар.

Схема размещения торцевых алмазов в однослойных коронках выбирается в зависимости от размеров используемых алмазов, конфигурации промывочных окон и выбранной насыщенности. В целом выбор той или иной схемы размещения алмазов определяется физико-механическими свойствами горных пород, для бурения которых предназначается данная коронка. На рис. 2.4 приведены схемы размещения алмазов в некоторых коронках.

← назад     Все статьи о бурении и буровом инструменте     далее →