Підвищення надійності вставних породоруйнівних зубків в тришарошкових бурових долотах

Abstract

Дослідження має на меті вирішення проблеми підвищення якісних показників вставного породоруйнівного оснащення шарошок тришарошкових бурових доліт. Обґрунтовано розроблені підходи у вдосконаленні комплексного підвищення якісних показників вставного породоруйнівного оснащення шарошок бурових доліт. Запропоновані залежності для визначення раціональної величини натягу при посадці твердосплавних зубків в тілі шарошки. Встановлено, що фізико-механічні властивості сталі 14ХН3МА забезпечують необхідні натяги і міцність з’єднання “зубок – шарошка”. Оптимізація натягів позитивно впливає на зменшення ймовірності руйнування зубка та шарошки як при складальних операціях, так і під час припрацьовування на вибої. Встановлено позитивний вплив фізико-механічних властивостей цементованої та загартованої сталі 14ХН3МА на міцність з’єднання “зубок – шарошка”. Фізико-механічні властивості цієї сталі дають можливість здійснювати запресовування зубків у шарошку на швидкостях 1-2 мм/с, що дає можливість не тільки підвищити міцність з’єднання до 30%, але й продуктивність праці. Встановлено, що за умови зберігання експлуатаційних параметрів зміцненої шарошки найкращу міцність з’єднання “зубок – шарошка” забезпечує їх запресовування при нагріванні шарошки та охолодженні зубка (різниця температур Т  900К). При цьому забезпечення шорсткості отворів в шарошці Rz  3 мкм і селективному з’єднанні підвищується стійкість з’єднання приблизно на 50% порівняно із стійкістю в серійних долотах.

The study deals with resolving the problem of quality improvement of inserted rock-cutting elements of the three-cone drilling bits. The developed approaches to complex quality improvement of the inserted rock-cutting elements of the three-cone drilling bits are grounded. Dependences for determination of rational tension values in the process of the hard-facing alloy teeth fit in the cone body are suggested. It has been found out that the physical and mechanical properties of the 14ХН3МА steel provide necessary tensions and strength of the “tooth-cone” connection. Positive influence of physical and mechanical properties of case-hardened and tempered 14ХН3МА steel onto strength of the “tooth-cone” connection has been determined. It has been also found out that the highest strength of the “tooth-cone” connection in the conditions of the strengthened cone operation parameters preserving is ensured by their pressing-in when a cone is heated and a tooth is cooled (temperature difference Т  900К). At the same time, when providing roughness of the holes in the cone Rz  3 mkm and selective connection, the steadfastness of the connection increases at least by 50 per cent in comparison with the steadfastness in the serial bits.