A gömbfogú kőzetfúrók mélyreható ismerete

A gömbfogú fúrók széles körben használt szerszámok fúrásban, bányászatban és egyéb mérnöki műveletekben.

1. Szerkezeti jellemzők

Golyófogú kialakítás A golyósfogú fúrófej fő jellemzője, hogy a feje golyókkal van kirakva. Ezek a golyók általában cementált keményfémből, például volfrám-karbidból készülnek. A gömbfog alakja hasonló a gömb egy részéhez, ami lehetővé teszi, hogy a golyósfog nagyobb nyomást fejtsen ki kisebb érintkezési felülettel, amikor kemény anyagokkal, például sziklákkal érintkezik. Például külszíni bányászatnál, amikor a gömbfogú fúrófej nekiütközik a kőzetnek, a gömbfogak olyanok, mint a kis "breakers", amelyek koncentrálják a kőzet helyi feszültségét, megkönnyítve a kőzet repedését és törését. Fúrótest A fúrótest általában kiváló minőségű acélból készül, amely a gömbfogak alátámasztását tölti be. A fúrótest kialakításának megfelelő szilárdságot és szívósságot kell biztosítania ahhoz, hogy ellenálljon a fúrás közbeni ütéseknek és nyomatéknak. Szerkezeti formái változatosak, beleértve az integrált és kombinált típusokat is. Az integrált fúrótest egy gömbfog, amely közvetlenül egy komplett fúrószárba van berakva; a kombinált típus egy speciális csatlakozási módszerrel kombinált gömbfogakkal és a fúrószár talpával ellátott vágószerkezet, amely alkalmas a sérült gömbfogak cseréjére. Forgácshornyok A golyósfogú fúrószárakat is forgácshornyokkal tervezték. A fúrási folyamat során a letört kőzettörmeléket időben ki kell üríteni, különben ez befolyásolja a fúrófej fúrási hatékonyságát. A forgácshornyok alakja, mérete és száma a fúrófej méretétől és céljától függően változik. Például az olajfúráshoz használt gömbfogú fúrófejnél a forgácshorony kialakításánál figyelembe kell venni, hogy a kivágások simán visszakerüljenek a talajba a kút aljáról a fúrófolyadék szállítása és annak spirálja alatt. A forgácshorony a fúrófolyadék áramlási irányával felfelé irányíthatja a vágást.

2. Működési elv

Az ütőzúzó golyósfogú fúrószár főként a kőzeteket zúzza össze ütközéssel. Egyes bányászati ​​berendezéseken, például kőzetfúrókon az ütőerőt a dugattyú oda-vissza mozgása hozza létre, és továbbítja a gömbfogú fúrószárhoz. Amikor a gömbfog érintkezik a kővel, a golyósfog cementált keményfém anyagának nagy keménysége miatt az ütési erő hatékonyan átvihető a kőzet belsejébe, ami a kőzet törését okozza. Például az alagút ásatási projekteknél a kőzetfúró kocsi ütközési gyakorisága és ütőereje a gömbfogú fúróval beállítható a kőzet keménységének megfelelően. A nagyobb keménységű gránit esetében nagyobb ütési gyakoriság és nagyobb ütési erő szükséges ahhoz, hogy a gömbfogak hatékonyan megtörjék a kőzetet. Nyíró zúzás Az ütőzúzás mellett a gömbfogú fúrófej nyíróerőt is generál a forgási folyamat során. Amikor a fúrófej forog, a gömbfogak és a kőzet közötti relatív mozgás lehetővé teszi, hogy a gömbfogak nyírják és összetörjék a kőzetet. Ez a nyírási művelet hatékonyabb egyes réteges szerkezetű vagy alacsony ridegségű kőzetek zúzására. Például agyagpalák bányászatánál a gömbfogú fúró forgó nyíróhatása az ágyazási sík mentén összezúzhatja az agyagpalát, javítva a bányászat hatékonyságát.

3. Alkalmazási mező

Bányászat A fém- és nemfémbányászatban a gömbfogú fúrószárakat széles körben használják robbantási lyukak fúrására. Például a vasércbányákban egy gömbfogú fúróval kell egy bizonyos mélységű és átmérőjű robbanólyukat fúrni az érctesten, majd robbanóanyagot kell betölteni a robbantáshoz, hogy az ércet leválasztsák az érctestről. . Különböző keménységű ércekhez különböző specifikációjú és anyagú gömbfogú fúrók kerülnek kiválasztásra. Nagyobb keménységű ércekhez nagyobb golyósfog keménységű és nagyobb fúrótest szilárdságú gömbfogú fúrószárakat kell használni. Épületalapok építésénél, például cölöpalap fúrásánál a gömbfogú fúrószárak különféle rétegek, így talaj-, homok- és kőzetrétegek fúrására használhatók. A kőzetrétegekkel való találkozáskor a gömbfogú fúrószárak hatékonyan törhetik a sziklákat, így biztosítva a cölöplyukak zökkenőmentes fúrását. Például a sokemeletes épületek cölöpalapozásánál a gömbfogú fúrószárak a tervezési követelményeknek megfelelő cölöplyukakat fúrhatnak kemény alapkőzetre, szilárd alátámasztást biztosítva az épület alapozásának. Olaj- és gázfúrás Az olaj és gáz feltárása és kitermelése során a gömbfogú fúrószárak fontos fúróeszközök. Földalatti kőzetrétegekbe való fúráskor a gömbfogú fúrók alkalmazkodhatnak a különböző keménységű és összetett szerkezetű rétegekhez. Meg tudja törni a gyakori tározók kőzeteit, például homokkövet és mészkövet, segítve az olajmunkásokat olaj- és gázminták beszerzésében, valamint az azt követő bányászati ​​műveletekben.

4. Előnyök és korlátok

Előnyök Jó kopásállóság: Mivel a gömbfogak keményfém anyagból készülnek, kopásállóságuk sokkal jobb, mint a hagyományos acélfogú fúrókéké. A hosszú távú fúrási műveletek során a gömbfogak jó formát és vágási teljesítményt tarthatnak fenn, csökkentve a gyakori fúrószár-cserék számát és az üzemeltetési költségeket. Erős alkalmazkodóképesség: a gömbfogú fúrók különféle keménységű és típusú kőzetekhez alkalmazkodhatnak. Legyen szó kemény gránitról vagy viszonylag puha homokkőről, a gömbfogú fúrószárak a fúrási paraméterek (például ütési energia, forgási sebesség stb.) beállításával hatékonyan hajthatnak végre fúrási műveleteket. Korlátozások Magas költség: Mivel a gömbfogak keményfémből készülnek, és a fúrószár gyártási folyamata viszonylag összetett, a gömbfogú fúrószárak költsége magasabb, mint a hagyományos fúróké. Ez bizonyos mértékig korlátozza alkalmazását néhány kis projektben, szigorú költségellenőrzés mellett. Magas üzemeltetési követelmények: Golyós fogú fúrószárak használata során a fúrási paramétereket ésszerűen a különböző kőzettulajdonságoknak és fúrási követelményeknek megfelelően kell módosítani. Ha a paramétereket nem megfelelően állítják be, az olyan problémákat okozhat, mint a gömbfogak túlzott kopása, a fúrószár károsodása vagy alacsony fúrási hatékonyság.