Дослідження впливу розміщення твердого сплаву на армованих поверхнях зразків вінцевих зубків шарошкових доліт на характер їх зношування

Abstract

В процесі буріння шарошковими долотами внаслідок зношування та затуплення породоруйнівних елементів має місце суттєве падіння механічної швидкості буріння. Для підвищення стійкості вінцевих зубків шарошкових доліт типів М і С одну з твірних поверхонь наплавляють твердим сплавом реліту з допомогою струмів високої частоти або газополуменевим методом. При зношуванні в процесі руйнування породи таких зубків на певну величину внаслідок оголення незміцненої серцевини зубка, зношування останньої проходить інтенсивніше за зовнішню армовану та зміцнену поверхню, що призводить до збільшення площі, яка контактує з поверхнею вибою. В процесі проведених досліджень впливу розміщення армуючого твердого сплаву на наплавлених поверхнях встановлено, що раціональним розміщенням твердого сплаву на наплавленій поверхні можна зберігати породоруйнівну здатність робочих елементів у процесі їхнього відпрацювання. Раціонально розміщуючи твердий сплав при наплавленні вінцевих зубків шарошок бурових доліт типів М і С, розміри поверхонь яких дозволяють це робити, економлячи при цьому недешевий твердий сплав, можна суттєво підвищувати ефективність буріння без додаткових енергетичних витрат.

The paper deals with the study of the problem relating to the efficiency of the rock bit cutting structure work in the course of rock failure, which is associated with the rolling cutter teeth design peculiarities improvement. In the course of drilling with rock drilling bits, due to the wear and blunting of rock cutting elements, a significant drop in mechanical drilling speed occurs. To increase stability of the crown bits of rock drilling bits of M and C type, one of the forming surfaces is hard-faced with relit using high frequency currents or flame method. In the case of wear during rock failure of such bits for a certain amount as a result of exposure of unstable core of the bit, the wear of the latter occurs more intensely than of the reinforced external surface, which leads to an increase in the area that contacts the face surface. This paper gives the description of the study data obtained on the rock bit cutting structure durability in the form of milled investigated teeth while modeling their wear resistance conditions that are similar to the real ones. The effect of the working components of the rock bit cutting structure tools design peculiarities and their shape effect in the course of their wear on the rock failure are studied on the teeth penetration depth into the rock in particular. The degree of the initial rock failure characteristic of the patterns investigated was determined by the constant ability of their penetration depth into the elastic medium with the set physical and mechanical properties with the permanent axial loading by means of a specially developed device at the set period during their wear characteristics study. During the impact studies of the distribution of the reinforcing cemented carbide on flamed surfaces, it has been found that rational distribution of cemented carbide on flamed surface can preserve the rock cutting ability of working elements during their wear. Rational distribution of cemented carbide during the flaming of the crowned bits of drilling bits of M and C types, whose sizes of surfaces allow doing it, while saving expensive cemented carbide, can significantly increase drilling efficiency without additional energy costs. It has been confirmed that one of the efficient indices which can be characteristic both of the rock failure processes and those of possible wear and designing the rock failure tools appears to be the specific loading value transferred to the bottomhole while drilling.