Diseño estructural de broca
(1) Broca de púas concéntricas
La broca de púas concéntricas [Figura 6-13(a)] se puede utilizar en formaciones rocosas duras, densas y débilmente abrasivas para reducir el pulido inicial. tiempo. Al encender la boquilla auxiliar [Figura 6-13(b)], se puede reducir aún más el área del labio inferior, se puede reducir la presión axial, se puede reducir el desgaste desigual de los diámetros interior y exterior y se puede mejorar el enfriamiento de la descarga de polvo en el centro del labio; al mismo tiempo, tiene un cierto efecto en la superficie tallada de la roca. El efecto de corte aumenta la velocidad de perforación. Las púas concéntricas básicamente se pulen después de perforar varias veces y la ventaja ya no existe.
Figura 6-13 Taladro concéntrico de dientes afilados
(a) Broca concéntrica de dientes afilados ordinaria; (b) Broca concéntrica circular de dientes afilados con salida de agua auxiliar
(2) Broca de dientes de engranaje
La broca de dientes de engranaje [Figura 6-14(a)] tiene características similares a la broca de dientes afilados circulares concéntricas. La presión de perforación es más concentrada y la. Las partículas de polvo de roca son más gruesas, lo que favorece el desgaste de la carcasa y el corte de diamantes. También puede agregar una ranura anular en el labio inferior de los dientes del engranaje [Figura 6-14(b)] para que la broca tenga mejores efectos de descarga de polvo y enfriamiento.
Figura 6-14 Broca de diamante con dientes de engranaje
(a) Broca de diamante con dientes de engranaje común (b) Broca de diamante con dientes de engranaje con ranura anular
( 3) Brocas con bordes interiores y exteriores escalonados
El área de contacto de las brocas con bordes interiores y exteriores escalonados (Figura 6-15) y el fondo del orificio es solo aproximadamente el 45% del de las brocas ordinarias, que pueden formar más superficies libres en el fondo del agujero, lo que favorece la trituración de la roca. El área de contacto entre la broca de un solo filo (Figura 6-16) y el fondo del pozo es aproximadamente del 60% y tiene un mejor efecto de perforación en roca dura y densa. Este tipo de broca requiere que la carcasa tenga buena resistencia a la flexión y al impacto, y los parámetros de perforación deben seleccionarse de manera razonable; de lo contrario, se producirá fácilmente un desgaste anormal, como dientes rotos.
Figura 6-15 Esquema estructural de brocas de diamante de filo interior y exterior escalonadas
Figura 6-16 Esquema estructural de brocas de diamante de filo simple y doble
(D) "Formaciones deslizantes" Brocas de diamante prensadas en caliente
Las brocas de diamante utilizadas para "formaciones deslizantes" se muestran en la Figura 6-17 y la Figura 6-18. Coloque los cuerpos sinterizados compuestos de PCD cilíndricos o cuadrados prefabricados en el molde de acuerdo con un patrón determinado, agregue el polvo de la capa de soldadura de matriz y presione en caliente y sinterice el molde. Hay de 3 a 5 cuerpos sinterizados compuestos de PCD en cada bloque de sector, lo que representa solo aproximadamente el 55 % de la superficie del sector, lo que es beneficioso para aumentar la presión específica de perforación. Al mismo tiempo, esta broca tiene una fuerte resistencia a la flexión y un amplio espectro.
Figura 6-17 Estructura de broca de diamante compuesto prensada en caliente DH
1-Capa de soldadura 2-Cuerpo sinterizado que contiene diamante
Figura 6-18 Diamante compuesto; Forma de la broca
(5) Broca compuesta en capas
La broca compuesta en capas se compone de capas de trabajo que contienen diamante y libres de diamante (o de baja resistencia al desgaste) [Figura 6-19(a)]. La capa que contiene diamantes es el cuerpo principal de rotura de rocas durante la perforación; la capa de trabajo sin diamantes desempeña un papel auxiliar en la rotura de rocas y generalmente está diseñada para tener de 2 a 3 capas.
Figura 6-19 Diagrama estructural de brocas concéntricas de dientes afilados autoafilables
(a) Evolución de las brocas de fondo plano (2) Evolución de las brocas concéntricas de dientes afilados; brocas
Hay estructuras en capas disponibles para una variedad de brocas. Por ejemplo, cuando se combina con una broca de dientes concéntrica, se convierte en una broca de dientes concéntrica autoafilante [Figura 6-19(b)]; cuando se combina con una broca escalonada, se convierte en una broca de composite escalonada en capas (Figura 6-19(b)); 6-20); cuando se combina con una broca de engranaje, se convierte en una broca de ranura de corona. El ancho de la ranura anular se diseña de acuerdo con el tipo de broca, la dureza de la roca y la fragilidad del plástico, y el tamaño del orificio de trituración generalmente está entre 65438 ± 0,2 y 65438 ± 0,8 mm.
Figura 6-20 Broca compuesta de estratificación escalonada
Después de perforar, se forman de 2 a 3 ranuras anulares en la base de la capa de trabajo de la broca, y un número correspondiente de ranuras cóncavas y convexas (o dentadas o ondulado) aparecerá en el labio inferior de la forma de la broca), la parte inferior del agujero tendrá la forma correspondiente (Figura 6-21). Las partes salientes o picos de los dientes de sierra contienen diamantes, que se utilizan para romper la roca en el fondo del agujero, mientras que las partes cóncavas o ranuras de los dientes de sierra no contienen diamantes, y sus correspondientes partes en el fondo del agujero; El agujero se rompe por la vibración radial de la broca y el efecto de rotura del agujero. Las partículas de polvo de grava son más gruesas. La ranura anular de la broca representa del 15% al 25% del volumen de la capa de trabajo, lo que puede reducir el consumo de diamante de la broca o aumentar la capa de trabajo.
Por lo tanto, las brocas de diamante compuestas en capas son brocas de amplio espectro y son brocas ideales para perforar rocas duras y densas. Debido al corte anular y trituración de la roca en el fondo del pozo, hay muchas superficies libres, el efecto de rotura del pozo es obvio y las partículas de polvo de roca son gruesas, lo que contribuye al autoafilado de la matriz de la broca. Por lo tanto, la eficiencia de perforación es alta en brocas con el mismo contenido de diamante.
Figura 6-21 La forma del fondo del agujero formado por púas concéntricas.
(6) Brocas de diamante dispuestas ordenadamente
Las brocas de diamante impregnadas dispuestas orgánicamente (Figura 6-22) son una de las direcciones de investigación de los últimos años. Trasplanta la disposición ordenada de las hojas de sierra de diamante al desarrollo de perforadoras de presión en caliente. Mediante la disposición ordenada de los diamantes en la capa de trabajo, mejora la eficiencia de trituración de rocas, la utilización del diamante y la vida útil de la broca, y tiene la reputación de ser de amplio espectro. perforar.
Figura 6-22 Brocas de diamante prensadas en caliente dispuestas ordenadamente
Del mismo modo, también hay brocas de diamante prensadas en caliente ordenadas y soldadas (Figura 6-23). Este tipo de broca es similar a una broca compuesta en capas, que produce trituración de múltiples anillos en el fondo del pozo. La capa de trabajo de diamante con un ancho de anillo de aproximadamente 1,0 mm es el cuerpo principal de trituración de roca.
Figura 6-23 Brocas de diamante prensadas en caliente y soldadas dispuestas de manera ordenada