① 鑽頭體和硬質合金材料
一、鑽頭體材料
由於潛孔錘鑽頭在井底碎岩時,既承受頻繁的沖擊荷載,還要克服回轉阻力矩;大直徑鑽頭有時還要反復利用;因此,要求利用質量較高的、材料強度高、耐磨的合金鋼來加工鑽頭體;材料硬度適中,一般為HRC40~50;對硬質合金齒夾持力強;由於鑽頭上下端需熱處理,材料要有良好的可淬性。
鉻鎳合金鋼能滿足上述要求,故過去常用40CrNi鋼加工鑽頭體,但由於鉻原料缺乏,所以鉻鎳鋼比較貴。建議採用Si-Mo-Mn鋼,可選用35SiMn鋼,能完全滿足加工潛孔錘鑽頭體的要求,而且價格低廉。
二、硬質合金材料
潛孔錘鑽頭上所鑲嵌的硬質合金柱齒,要求有較高的韌性,故採用含鈷量較高的硬質合金,有:YG10,YG11,YG15等。粗顆粒的YG8c硬質合金,同樣可以使用。其性能為:HRC88,σ彎=1170MPa,σ壓=2830MPa。
② 潛孔鑽鑽頭用什麼方法能取下合金豆
用焦炭把它燒紅,就可以把合金敲下來
③ 硬質合金柱齒參數
硬質合金柱齒的參數包括:柱齒形狀、直徑、柱齒數量、排列方式及固齒工藝。
一、柱齒形狀
目前常用的柱齒形狀有半球齒和錐形彈頭齒兩種,見圖3-15-5所示。
1.半球齒
簡稱球齒,它具有抗沖擊能力大、堅固耐磨的特點。一般鑽頭內、外圈的齒均採用球齒,以顯示其耐磨的特性。但球齒容易鈍化,鈍化後比壓就下降,而影響鑽速,特別當鑽進堅硬岩石或潛孔錘沖擊功不足時,經常會發生上述現象。
圖3-15-5 柱齒形狀
2.錐形彈頭齒
簡稱錐齒,它具有以下特性:
①錐齒較球齒的鈍化速度慢得多;②當沖擊功不足時,具有較高的比壓;③堅固性和抗徑向磨損不如球齒。
二、柱齒直徑
目前常用的柱齒直徑(齒徑)為φ10~φ26mm,可根據鑽頭直徑來選擇:鑽頭直徑愈大,柱齒直徑就愈大。具體選擇時可參考表3-15-1。
表3-15-1 柱齒直徑選擇
三、柱齒數量(齒數)
齒數的確定是一個較復雜的問題,它要考慮所鑽岩石的性質、碎岩時的能量要求(即前邊所說的碎岩臨界沖擊功AC)以及布齒方式等。
由於沖擊碎岩機理,以及影響沖擊碎岩效率因素等方面,目前研究還不夠深入,因此,齒數還不能通過理論公式來確定。在實際工作中,往往根據已選定的潛孔錘,依其輸出的沖擊功能量,除以碎岩臨界沖擊功AC(AC一般取值大於10J/cm刃長),即可得碎岩刃的總長度,再除以所選齒的直徑,便可得齒數。
表3-15-1中所列齒數,設計時可作為參考。
四、排列方式
潛孔錘鑽頭柱齒一般採用同心圓排列,各圈間距應小於柱齒直徑(考慮柱齒間重疊系數)。依據同體積破碎原則,確定各圈柱齒數。每圈上確定柱齒相隔間距時,要考慮兩個齒的聯合破碎效果,由於岩性復雜,該問題尚待研究。目前,一般做法是:各圈柱齒數選定後,按受力均等原則,柱齒均布。由於外圈柱齒線速度大,磨損嚴重,對於大直徑潛孔錘鑽頭,還需適當增加外圈齒數(由內向外逐步增多)。
圖3-15-6、圖3-15-7分別為φ150、φ800潛孔錘鑽頭柱齒分布圖。
圖3-15-6 φ150潛孔錘鑽頭柱齒分布圖
圖3-15-7 φ800潛孔錘鑽頭柱齒分布圖
五、固齒方法
固齒方法由下列幾種:釺焊固齒、熱嵌固齒和冷壓法固齒等。前兩種效果好,對鑽頭體產生的應力小,固齒牢固,適合小直徑鑽頭。冷壓法固齒,即鑽頭體固齒時不加熱,適用於大孔徑鑽頭,齒間距大,能夠由足夠的強度夾持合金齒;且鑽頭質量大,加熱不便;固齒時要精確控制齒孔間的過盈量;要精確測量每個柱齒的直徑,然後編上號,考慮過盈量後,逐個配齒眼,最後冷壓(對號入座)將柱齒壓入齒眼。