Технология колонкового бурения. Термомеханический способ колонкового бурения зерновыми коронками

Инженер Н. А. Клочко под руководством проф. Л. А. Шрейнера исследовал новый термомеханический способ бурения крепких пород коронками, армированными твердыми сплавами.

Для этого рабочий торец короночного кольца обильно покрывается крупкой литого карбида вольфрама W2C размером 2 - 3 мм, сцементированной (пропаянной) медно-никелевым сплавом. Последний имеет температуру плавления ниже температуры плавления стали. Коронки имеют две или три промывочных прорези. Не работавшая еще коронка имеет острые выступающие зерна литого карбида вольфрама и в таком состоянии работает неэффективно. Поэтому до начала испытания каждая коронка приводится в рабочее состояние путем предварительной "обработки" в течение 2 - 3 мин по абразивному песчанику или кварциту. При этом зерна твердого сплава затупляются и поверхность рабочего торца коронки приобретает полуовальную форму.

Экспериментальное бурение показало следующее. При низких скоростях вращения бурение в крепких породах фактически прекращалось. По мере увеличения скорости вращения с 300 до 600 об/мин скорость бурения увеличивается. С увеличением осевой нагрузки скорость бурения повышается. Регулирование промывки имеет важнейшее значение для этого метода бурения. При бурении кварцитов уменьшение подачи воды ведет к повышению скорости бурения до тех пор, пока ее достаточно для удаления шлама с забоя.

Соответствующие исследования показали, что рабочий торец коронки сильно нагревается (до 800 - 1000° С). При этом скорость бурения таких пород, как кварциты, роговики, скарны, граниты достигает 2 - 5 см/мин, что превышает скорость алмазного бурения в этих породах.

При бурении термомеханическими коронками процесс разрушения осуществляется, вероятно, за счет совместного влияния теплового и механического воздействия.