Коронки для абразивных пород - СА

Следующая группа коронок предназначена для бурения в породах средней крепости, но абразивных– это коронкиСА. Абразивные породы обычно включают твердые, но не прочно связанные зерна. Под воздействием резцов порода относительно легко разрушается, но поверхность забоя при этом делается шероховатой, (как наждачная бумага), что вызывает повышенное истирание (износ) режущей части резца. В абразивных, но не очень прочных породах бурение может идти быстро, но очень скоро резцы затупятся и бурение прекратится. Затупление режущей части резцов происходит при бурении в любых породах. По мере затупления резцов постепенно уменьшается глубина внедрения резца в породу (глубина резанья) и соответственно постепенно снижается скорость бурения, рис.26 а и б.

а б в г

Рис. 26

При небольшом затуплении резца и уменьшении глубины резанья, скорость бурения снижается, но не намного и остается вполне приемлемой. Следовательно, если сделать резец толщиной равной первоначальной площадке затупления, то, сколько бы он не истирался, его площадь и глубина резанья будут оставаться постоянными и скорость бурения тоже будет оставаться постоянной и достаточной величины. Такие резцы можно сделать, но бурить ими не получится, поскольку они сразу сломаются (рис. 26 в). Для решения этой проблемы использовался опыт природы, например как устроены зубы грызунов крыс, кроликов, бобров. Их зубы представляют собой тонкостенную трубку из очень прочной эмали, заполненную внутри более мягкой костной тканью. Сначала изнашивается мягкая костная ткань, и эмалевая кромка обнажается, обеспечивая остроту. По мере истирания зуба, он постоянно подрастает и остается постоянно острым. К сожалению, в буровых коронках могло быть использовано только первое свойство самозатачивания – за тонким твердосплавным резцом устанавливается стальная (мягкая по сравнению с твердым сплавом), пластинка, так, что резец выступает над стальной пластиной на величину, позволяющую ему внедряться в породу, но при этом сохранять достаточную прочность, (рис 26 г). По мере бурения в абразивных породах, твердый сплав будет истираться, но одновременно позади резца будет истираться стальная пластина, и резец постоянно будет оставаться достаточно острым. Такое явление нарывается самозатачивание, а коронки «самозатачивающимися». Первая в мире самозатачивающаяся коронка была сконструирована в 1934 году в лаборатории Игнатьева. Правда, в коронке Игнатьева использовался другой вариант самозатачивания. «Коронка Игнатьева представляла собой кольцо из гофрированной жести, покрытое зернами твердого сплава (рис.27), с таким расчетом, чтобы в процессе бурения сохранялось постоянное соотношение между площадью, покрытой твердым спла-

ом и опорной поверхностью.

Рис. 27

Далее была предложена самозатачивающаяся коронка с тонкой пластинкой твердого сплава и стальной опорной пластинкой, которая получила название ТП-3 (тонкопластинчатая). Рис. 28 а.

а б

Рис. 28

На базе этой коронки после некоторых улучшений была сделана серийная коронка СА1. Рис. 28 б. Интересно, примерно в тоже время, была предложена коронка с игольчатыми резцами в виде стерженьков твердого сплава круглого сечения, размещенными по три и два в круглых штабиках из мягкой стали (ставшая прототипом коронок СА5, СА6). Рис.29.

Рис. 29

Еще более интересно, что такая коронка, предложенная К.П. Бандурко, получила название БК (толи Буровая Коронка, толи Бандурко Константин). Если коронка СА1 имела резец в виде тонкой пластинки шириной равной ширине забоя, т.е. резец должен был внедряться и разрушать породу целиком по всей ширине забоя, при использовании коронки с игольчатыми резцами, когда забой перекрывается пятью мелкими резцами, практически получается ступенчатый забой (резцы или имеют изначально, или по мере неравного износа получают разную величину выступа).

Коронка СА5 (ранее коронка СА2) имеет классическое расположение резцов размером 1,8х1,8х15 мм. по 2 и 3 резца в соседних зубках (штабиках) Рис.30.

Рис. 30.

В первом зубке три резца делают три канавки, разрушая крайние и центральную части забоя, а два резца второго зубка разрушают оставшиеся части забоя. При такой схеме в разрушении породы, на одну глубину резанья участвуют два зубка, т.е. два зубка работают как один резец, а поскольку количество зубков в коронке, особенно малого и среднего диаметра, ограничено, то такая схема приводит к ограничению скорости бурения. Была высказана мысль, что в скальных породах порода разрушается не точно по ширине резца, а значительно шире за счет скалывания с боков от резца, и поэтому порода в промежутках между тремя резцами будет скалываться автоматически и следующий зубок с двумя резцами оказывается ненужным. И была сделана коронка СА3, у которой все зубки имели по три раздвинутых резца, т.е. получилась коронка с неполным перекрытием забоя, но действующих резцов стало в два раза больше. (Рис.31.). Если коронки делать кое-как, т.е. резцы будут сдвинуты, то такие коронки могут успешно бурить, но если коронки делать точно, то в некоторых породах порода между резцами скалываться не будет, скорость бурения снизится, а коронка быстро износится.

Рис. 31.

Чтобы избежать этого, но сохранить большее количество действующих резцов была сделана коронка СА6 (рис 32), в которой трехрезцовых зубков большинство ( в коронках диаметром 93 и 112 мм их 8), а двухрезцовых зубков всего два (подстраховка на всякий случай).

Рис. 32.

Наиболее универсальной из всех коронок типа С стала коронка СА-4

Коронка СА4(рис. 33) является переходной от резцовых к самозатачивающимся.

Рис. 33

В этой коронке в каждом зубке установлены по два резца размером 2,5х3х12 и 2х3х12 мм. В первом зубке они смещены к наружной стороне, во втором - к внутренней, т.е. забой перекрывается четырьмя резцами. Резцы наклонены с обратным углом, слегка развернуты и выступают на разную величину из торца коронки. Очень важно, что задняя сторона резцов опирается на выступ зубка. Таким образом, мы видим, что в этой коронке собраны все достоинства коронок СМ, СТ. и СА. В малоабразивных породах эта коронка будет успешно бурить как резцовая коронка с острыми резцами, в трещиноватых породах резцы не будут скалываться, так как они имеют опору, а в абразивных породах после того, как износится острая часть резца, они будут работать как самозатачивающиеся, поскольку ширина резцов 2,5 и 2 мм, т.е. почти такая же, как у Са5, СА6 (1,8 мм). Коронка СА4 самая универсальная и может заменить любую коронку СМ, СТ и СА.

Еще одна универсальная коронка разработанная в последнее время – коронка КТ-1. (Рис.34).

Рис. 34

Коронка предназначена для бурения породах от IV до IX категории по буримости и том числе и в абразивных и трещиноватых. В этой коронке резец также состоит из двух твердосплавных пластин размером 3,5х5х15 мм. Резцы, с обратным наклоном, перекрывают всю площадь забоя, укреплены на дугообразных зубках. В отличие от всех остальных твердосплавных коронок, в этой коронке вместо самозатачивания можно просто затачивать резцы после каждого рейса до пяти раз обычным заточным станком, поскольку под дугу зубка можно подобрать соответствующую окружность заточного камня.