① 钻头体和硬质合金材料
一、钻头体材料
由于潜孔锤钻头在井底碎岩时,既承受频繁的冲击荷载,还要克服回转阻力矩;大直径钻头有时还要反复利用;因此,要求利用质量较高的、材料强度高、耐磨的合金钢来加工钻头体;材料硬度适中,一般为HRC40~50;对硬质合金齿夹持力强;由于钻头上下端需热处理,材料要有良好的可淬性。
铬镍合金钢能满足上述要求,故过去常用40CrNi钢加工钻头体,但由于铬原料缺乏,所以铬镍钢比较贵。建议采用Si-Mo-Mn钢,可选用35SiMn钢,能完全满足加工潜孔锤钻头体的要求,而且价格低廉。
二、硬质合金材料
潜孔锤钻头上所镶嵌的硬质合金柱齿,要求有较高的韧性,故采用含钴量较高的硬质合金,有:YG10,YG11,YG15等。粗颗粒的YG8c硬质合金,同样可以使用。其性能为:HRC88,σ弯=1170MPa,σ压=2830MPa。
② 潜孔钻钻头用什么方法能取下合金豆
用焦炭把它烧红,就可以把合金敲下来
③ 硬质合金柱齿参数
硬质合金柱齿的参数包括:柱齿形状、直径、柱齿数量、排列方式及固齿工艺。
一、柱齿形状
目前常用的柱齿形状有半球齿和锥形弹头齿两种,见图3-15-5所示。
1.半球齿
简称球齿,它具有抗冲击能力大、坚固耐磨的特点。一般钻头内、外圈的齿均采用球齿,以显示其耐磨的特性。但球齿容易钝化,钝化后比压就下降,而影响钻速,特别当钻进坚硬岩石或潜孔锤冲击功不足时,经常会发生上述现象。
图3-15-5 柱齿形状
2.锥形弹头齿
简称锥齿,它具有以下特性:
①锥齿较球齿的钝化速度慢得多;②当冲击功不足时,具有较高的比压;③坚固性和抗径向磨损不如球齿。
二、柱齿直径
目前常用的柱齿直径(齿径)为φ10~φ26mm,可根据钻头直径来选择:钻头直径愈大,柱齿直径就愈大。具体选择时可参考表3-15-1。
表3-15-1 柱齿直径选择
三、柱齿数量(齿数)
齿数的确定是一个较复杂的问题,它要考虑所钻岩石的性质、碎岩时的能量要求(即前边所说的碎岩临界冲击功AC)以及布齿方式等。
由于冲击碎岩机理,以及影响冲击碎岩效率因素等方面,目前研究还不够深入,因此,齿数还不能通过理论公式来确定。在实际工作中,往往根据已选定的潜孔锤,依其输出的冲击功能量,除以碎岩临界冲击功AC(AC一般取值大于10J/cm刃长),即可得碎岩刃的总长度,再除以所选齿的直径,便可得齿数。
表3-15-1中所列齿数,设计时可作为参考。
四、排列方式
潜孔锤钻头柱齿一般采用同心圆排列,各圈间距应小于柱齿直径(考虑柱齿间重叠系数)。依据同体积破碎原则,确定各圈柱齿数。每圈上确定柱齿相隔间距时,要考虑两个齿的联合破碎效果,由于岩性复杂,该问题尚待研究。目前,一般做法是:各圈柱齿数选定后,按受力均等原则,柱齿均布。由于外圈柱齿线速度大,磨损严重,对于大直径潜孔锤钻头,还需适当增加外圈齿数(由内向外逐步增多)。
图3-15-6、图3-15-7分别为φ150、φ800潜孔锤钻头柱齿分布图。
图3-15-6 φ150潜孔锤钻头柱齿分布图
图3-15-7 φ800潜孔锤钻头柱齿分布图
五、固齿方法
固齿方法由下列几种:钎焊固齿、热嵌固齿和冷压法固齿等。前两种效果好,对钻头体产生的应力小,固齿牢固,适合小直径钻头。冷压法固齿,即钻头体固齿时不加热,适用于大孔径钻头,齿间距大,能够由足够的强度夹持合金齿;且钻头质量大,加热不便;固齿时要精确控制齿孔间的过盈量;要精确测量每个柱齿的直径,然后编上号,考虑过盈量后,逐个配齿眼,最后冷压(对号入座)将柱齿压入齿眼。