Коронка буровая твердосплавная: конструкция, параметры и применение
Коронка буровая твердосплавная представляет собой породоразрушающий инструмент кольцевого типа, оснащённый матрицей из вольфрамокобальтового сплава. В отличие от алмазного инструмента, твёрдосплавные коронки работают по принципу скалывания и истирания породы, что обеспечивает эффективное бурение в породах средней твёрдости и абразивных грунтах. Основной рабочий элемент матрица, армированная твёрдосплавными вставками (резцами), расположенными по торцу коронки.
Конструктивные особенности и геометрия
Твёрдосплавные буровые коронки выпускаются с различной геометрией рабочей поверхности: плоский торец, полукруглый профиль, ступенчатая форма. Выбор профиля зависит от типа буримого грунта и требуемой скорости проходки. Для бурения в трещиноватых породах применяются коронки с усиленной матрицей и увеличенным количеством резцов. Стандартный диапазон наружных диаметров от 36 до 151 мм, что соответствует основным типоразмерам буровых штанг.
Типы твёрдосплавных вставок
В зависимости от абразивности породы используются различные формы резцов:
- резцы типа Г23 (клиновидные) для монолитных пород средней твёрдости;
- резцы типа Г25 (цилиндрические) для вязких и пластичных грунтов;
- резцы типа Г27 (ступенчатые) для перемежающихся пород с включениями;
- резцы типа Г29 (усиленные) для бурения в мерзлых грунтах и скальных породах.
Технические параметры и режимы бурения
Рабочие характеристики твёрдосплавной коронки определяются осевой нагрузкой, частотой вращения и расходом промывочной жидкости. Для коронок диаметром от 76 до 93 мм рекомендуемая осевая нагрузка составляет от 8 до 15 кН, частота вращения от 200 до 400 об/мин. Расход промывочной жидкости (вода или глинистый раствор) от 60 до 120 л/мин. Превышение этих параметров приводит к преждевременному износу матрицы и потере диаметра коронки.
| Диаметр коронки, мм | Осевая нагрузка, кН | Частота вращения, об/мин | Расход промывки, л/мин | Тип породы |
|---|---|---|---|---|
| 76 | от 8 до 10 | от 300 до 400 | от 60 до 80 | Песчаник, известняк |
| 93 | от 10 до 15 | от 200 до 350 | от 80 до 100 | Доломит, мергель |
| 112 | от 12 до 18 | от 150 до 250 | от 100 до 120 | Гранит, базальт |
Области применения
Твёрдосплавные буровые коронки используются в следующих отраслях и системах:
- геологоразведка колонковое бурение скважин на твёрдые полезные ископаемые;
- инженерные изыскания отбор керна для определения несущей способности грунтов;
- строительство устройство буронабивных свай и анкерных систем;
- горное дело бурение взрывных скважин и дегазационных шпуров;
- гидрогеология проходка разведочных скважин на воду.
Критерии выбора коронки
При подборе твёрдосплавной коронки учитываются категория буримости породы (IXII), требуемый диаметр керна, тип бурового станка (СБУ-100, УРБ-2А2, НКР-100) и система промывки. Для пород с категорией буримости VVII (известняки, песчаники) оптимальны коронки с матрицей твёрдостью от 30 до 40 HRC. Для пород категории VIIIX (граниты, кварциты) применяются коронки с матрицей твёрдостью от 40 до 50 HRC и усиленным армированием.
Вопросы и ответы
Чем отличается твёрдосплавная коронка от алмазной?
Твёрдосплавная коронка разрушает породу скалыванием и истиранием, алмазная резанием и шлифованием. Твёрдосплавный инструмент эффективен в породах средней твёрдости и абразивных грунтах, алмазный в монолитных твёрдых породах.
Какой ресурс работы твёрдосплавной коронки?
Ресурс зависит от абразивности породы и режимов бурения. В песчаниках средней абразивности коронка диаметром 93 мм выдерживает от 50 до 80 метров проходки до полного износа матрицы.
Можно ли использовать твёрдосплавную коронку для бурения в мерзлых грунтах?
Да, для мерзлых грунтов применяются коронки с усиленными резцами типа Г29 и увеличенной высотой матрицы. Рекомендуется снижать частоту вращения до 150200 об/мин и увеличивать осевую нагрузку на 2030%.
Как определить износ твёрдосплавной коронки?
Основные признаки износа: уменьшение наружного диаметра более чем на 2 мм, затупление резцов, появление сколов на матрице, снижение механической скорости бурения более чем на 40% от начальной.