Подробное введение в резьбовую кнопочную коронку

Резьбовая кнопочная коронка , это буровой инструмент, устанавливаемый на передний конец буровой штанги для бурения горных пород и соединяемый со штангой посредством резьбового соединения. Она оснащена твердосплавными кнопками из карбида вольфрама, установленными в корпусе коронки, которые используются для эффективного разрушения и бурения горных пород.

1. Резьбовое соединение
2. Корпус коронки, изготовленный из высокопрочной легированной стали 45CrNiMoVa, способной выдерживать ударные и крутящие нагрузки.
3. Твердосплавные кнопки из карбида вольфрама , основные режущие элементы кнопочной коронки. Они изготовлены из высокопрочного твердого сплава YK05 и непосредственно воздействуют на поверхность породы, обеспечивая эффективное разрушение породы за счет высокочастаротных ударов и вращения.
4. Промывочные отверстия, предназначенные для удаления буровой мелочи с помощью подачи сжатого воздуха или воды.

Beentools предлагает следующие варианты резьбы для кнопочных коронок:

1. Резьбовая кнопочная коронка R28
2. Резьбовая кнопочная коронка R32
3. Резьбовая кнопочная коронка R35
4. Резьбовая буровая коронка R38
5. Резьбовая кнопочная коронка T35
6. Резьбовая кнопочная коронка T38
7. Резьбовая кнопочная коронка T45
8. Резьбовая кнопочная коронка T51
9. Резьбовая кнопочная коронка ST58
10. Резьбовая буровая коронка ST68

45CrNiMoVa , это низколегированная сверхвысокопрочная сталь, самостоятельно разработанная в Китае и изготовленная в соответствии со стандартом GB/T 3077-1988. По своим характеристикам она аналогична американской стали D6AC.

Её химический состав (массовая доля):

• Углерод (C): 0,42–0,49%
• Кремний (Si): 0,17–0,37%
• Марганец (Mn): 0,50–0,80%
• Хром (Cr): 0,80–1,10%
• Никель (Ni): 1,30–1,80%
• Молибден (Mo): 0,20–0,30%
• Ванадий (V): 0,10–0,20%
• Фосфор (P): ≤0,025%
• Сера (S): ≤0,025%
• Медь (Cu): ≤0,25%
• Остальное , железо (Fe) и неизбежные примеси

Этот материал обладает высоким пределом текучести, сверхвысокой прочностью, хорошей вязкостью, высокой прочностью при повышенных температурах и отсутствием отпускной хрупкости.

Корпус резьбовой кнопочной коронки изготавливается методом ковки, что повышает усталостную прочность и ударостойкость, позволяя ему выдерживать непрерывные ударные нагрузки.

Также применяется процесс цементации продолжительностью 21 час. Глубина цементированного слоя может достигать 2 мм, а поверхностная твердость , 50 HRC, что способствует увеличению усталостного ресурса.

YK05 , это марка твердого сплава на основе карбида вольфрама. Его основными химическими элементами являются вольфрам, кобальт и углерод.

• Вольфрам является основным элементом, повышающим твердость и износостойкость.
• Кобальт выполняет функцию связующего элемента и повышает прочность и вязкость.
• Углерод присутствует в форме карбидов и способствует увеличению твердости.

YK05 обладает чрезвычайно высокой твердостью: твердость по Виккерсу составляет 1600–1800 HV. Он отличается высокой прочностью, отличной износостойкостью и коррозионной стойкостью. Благодаря этим свойствам карбид вольфрама YK05 идеально подходит для изготовления буровых кнопочных инструментов.

Резьбовые кнопочные коронки, поставляемые Beentools, используют технологию горячей сборки и установки кнопок с медными прокладками. Этот процесс позволяет избежать риска образования трещин, возникающих при холодной запрессовке. Медный контактный слой способствует отводу тепла и обеспечивает установку кнопок без зазоров.

Резьбовые кнопочные коронки проходят дробеструйную обработку и антикоррозионную пассивацию.

Калибрующая кнопка, также называемая периферийной кнопкой, , это кнопка, расположенная на внешнем кольце коронки. Она отвечает за поддержание диаметра пробуренной скважины.

Угол расположения калибрующей кнопки , это угол между наружными калибрующими кнопками и центральной осью буровой коронки.

Этот угол влияет на:

• контакт калибрующих кнопок со стенкой скважины,
• скорость износа калибрующих кнопок,
• способность коронки корректировать стенку скважины,
• и прямолинейность пробуренного отверстия.

Если угол калибрующей кнопки слишком мал, кнопки с большей вероятностью будут уходить внутрь, что приводит к снижению корректирующей способности и ухудшению прямолинейности скважины. Если угол слишком большой, калибрующие кнопки испытывают повышенную нагрузку и быстрее изнашиваются, хотя при этом они эффективнее корректируют стенку скважины.

Beentools предлагает следующие варианты угла калибрующих кнопок: 30°, 35° и 40°.

• 30° подходит для бурения твердых пород. Корректирующая способность ниже, но износ происходит медленнее.
• 35° является наиболее распространенным средним значением и обеспечивает сбалансированные эксплуатационные характеристики.
• 40° подходит для более мягких пород или случаев, когда требуется более высокая корректирующая способность, однако износ происходит относительно быстрее.

В большинстве условий эксплуатации угол 35° является наиболее распространенным и сбалансированным вариантом. Для сверхтвердых пород можно выбрать угол 30°. Если требуется более сильная корректировка направления бурения, можно рассмотреть вариант 40°.

Центральная кнопка , это кнопка, расположенная в самом центре рабочей поверхности буровой коронки. Во время бурения она воздействует на центральную часть поверхности горной породы.

1. Вогнутая (Concave) При бурении горных пород калибрующие кнопки первыми контактируют с породой и внедряются в неё. Это помогает коронке быстро сформировать центральную точку при начале бурения, автоматически выровняться относительно оси скважины и легче сохранять центрирование. Такая конструкция помогает уменьшить отклонение скважины и улучшить прямолинейность и точность бурения. Она подходит для применений, где требуется высокая прямолинейность отверстия, например при бурении взрывных скважин и проходке тоннелей.
2. Выпуклая (Convex / Domed) В начале бурения центральные кнопки первыми контактируют с породой, после чего начинают работать остальные кнопки. Такая конструкция позволяет быстрее разрушать и удалять центральный керн породы, поэтому она подходит для применений, требующих высокой производительности или быстрого разрушения керна, например при скоростной проходке.
3. Плоская (Flat) Все кнопки расположены на одной высоте в одной плоскости и равномерно распределены по поверхности коронки. Внешние силы и ударные нагрузки более равномерно распределяются по рабочей поверхности, снижая риск локальных повреждений, трещин или преждевременного разрушения. Это позволяет каждой кнопке воспринимать более одинаковую нагрузку во время бурения, повышая срок службы и стабильность работы коронки. Такая конструкция подходит для высокоабразивных пород с высоким содержанием кремния, таких как кварцит и кремень.
4. С углубленным центром (Drop Center) Такая конструкция имеет углубление в центральной части рабочей поверхности коронки. Она помогает сохранять заданное направление бурения, уменьшать отклонение и повышать прямолинейность и стабильность скважины. Обычно применяется при бурении глубоких анкерных отверстий и укрепительных отверстий в геотехнических и горнодобывающих работах.

1. Сферическая кнопка (Spherical Button) Верхняя часть кнопки имеет округлую куполообразную форму. Она отличается большой толщиной, высокой прочностью, долговечностью и высокой устойчивостью к ударным нагрузкам и износу. Хотя скорость бурения немного ниже, сферические кнопки обладают отличной устойчивостью к разрушению и особенно подходят для очень твердых горных пород или условий бурения с высокими ударными нагрузками.
2. Баллистическая кнопка (Ballistic Button) Эта кнопка имеет острую обтекаемую верхнюю часть. Она обеспечивает более высокую скорость бурения и более глубокое проникновение в породу. Эффективность бурения обычно на 10–20% выше по сравнению со сферическими кнопками. Она подходит для мягких и среднетвердых пород, а также для проектов, где требуется высокая скорость проходки.
3. Параболическая кнопка (Parabolic Button) Это сбалансированная гибридная конструкция между сферической и баллистической кнопками. Она сочетает высокую скорость проникновения баллистической кнопки с увеличенным сроком службы сферической кнопки. Это популярный универсальный вариант для различных условий эксплуатации, обеспечивающий отличное соотношение стоимости и производительности.
4. Коническая кнопка (Conical Button) Эта кнопка имеет коническую верхнюю часть и подходит только для мягких пород. Благодаря концентрации усилия она обеспечивает очень высокую скорость бурения. Типичные области применения включают мягкий мел, глинистые породы и грунтовые образования.

Резьбовая ретракционная кнопочная коронка , это резьбовая кнопочная коронка со специальной конструкцией ретракционной юбки. Термин "Retrac" означает особый профиль юбки с уменьшенной, суженной или разгруженной наружной формой, часто с канавками или ребрами, напоминающей конструкцию типа "талия" или "прорези".

Такая конструкция помогает предотвратить застревание коронки в сложных геологических условиях, зонах разломов, рыхлых грунтах или при обрушении стенок скважины. Она улучшает извлечение коронки и повышает эффективность работы на объекте. Ретракционные коронки широко применяются в горнодобывающей промышленности, при установке анкеров, проходке тоннелей и других работах в трещиноватых зонах, нарушенных породах и нестабильных формациях.

Расширительная кнопочная коронка , это специальная кнопочная коронка, предназначенная для увеличения диаметра существующего отверстия. Её основная функция заключается в расширении предварительно пробуренной пилотной скважины до требуемого диаметра. Она широко применяется в горнодобывающей промышленности, при укреплении пород, строительстве тоннелей и других инженерных работах, где требуется расширение отверстий.

"Расширение" означает увеличение ранее пробуренного отверстия. В горном деле и при работе с горными породами обычно сначала выполняется бурение отверстия меньшего диаметра, после чего используется расширительная коронка для достижения окончательного проектного диаметра.

Расширительная кнопочная коронка обычно имеет больший размер, несколько рядов усиленных твердосплавных кнопок, расположенных на рабочей поверхности и наружной кромке. Она обладает высокой несущей способностью, отличной ударостойкостью и износостойкостью. Обычно она используется совместно с пилотной коронкой, которая направляет бурение, пока расширительная коронка увеличивает диаметр отверстия.

1. Пилотная расширительная кнопочная коронка (Pilot Reaming Button Bit) Эта конструкция имеет переднюю направляющую часть и расширяющий корпус с несколькими рядами кнопок позади неё, объединяя функции направления и расширения в одной операции. Она позволяет лучше контролировать направление бурения и уменьшать отклонение при бурении длинных отверстий, широко применяясь в высокоточных и высокоэффективных операциях расширения.
2. Купольная расширительная кнопочная коронка (Dome Reaming Button Bit) Это расширительная коронка с выпуклой куполообразной рабочей поверхностью и твердосплавными кнопками, установленными на поверхности коронки. Она специально разработана для расширения отверстий в твердых породах или сложных геологических условиях и обладает высокой износостойкостью, длительным сроком службы и высокой эффективностью расширения.

Beentools поддерживает лазерную маркировку на всех корпусах резьбовых кнопочных коронок. Маркировка обладает высокой износостойкостью и остается четко видимой даже в конце срока службы коронки. Кроме того, Beentools может наносить серийные номера для обеспечения отслеживаемости продукции.