Защита изнашиваемых поверхностей корпуса и вооружения долот наплавляемыми твердыми сплавами и поликристаллическим алмазным покрытием.

Рисунок 2.24- Твердосплавная вставка

Наплавка на зубья шарошечных долот, выполняемая электродами с высокой температурой плавления, не позволяет получить качественное покрытие из-за так называемой температурной деградации твердого сплава. Слой сплава получается пористым, прочностные характеристики твердого сплава заниженными. Для повышения качества поверхности применяют специальные выдвижные электроды с тонкой оболочкой, которые позволяют быстро, не перегревая сплав, наносить слой твердого покрытия на зубцы. В результате получается плотная без трещин поверхность с высоким уровнем сопротивления износу и эрозии.

Для упрочнения поверхности и повышения качества поверхности зубьев шарошек в настоящее время применяют методы порошковой металлургии и горячего прессования.

Профилированные вставки для шарошечных долот с синтетическим поликристаллическим алмазным покрытием (рис. 2.24) отличаются более высоким уровнем износостойкости, имеют высокие ударные и тепловые характеристики. На куполе слой алмаза имеет максимальную толщину, утончающуюся к краям. Покрытие выполняют трехслойным для обеспечения наилучшего соединения алмазного слоя и подложки с целью устранения напряжений между ними из-за разности теплового расширения.

В таблице 3 приведены характеристики слоев покрытия вставок шарошечных долот.

На долотах PDC для защиты корпуса от изнашивания выполняют следующие защитные элементы:

двухслойное покрытие корпуса долота:

первый слой – защитное покрытие из плотной массы ультратвердых вольфрамовых карбидов;

Таблица 3- Характеристика поликристаллического алмазного покрытия твердосплавной вставки

второй слой – порошковое покрытие, имеющее гетерогенную смесь металлических порошков из пылеобразных матричных компонентов карбидов вольфрама, выполненное методом газопламенного напыления с одновременным проплавлением, что обеспечивает сопротивление ударным нагрузкам, выполняет роль антивибрационного покрытия и защищает долота от изнашивания и эрозии, в том числе и при высокой температуре;

упрочненный корпус долота за счет покрытия сплавом WCо;

антисальниковое покрытие корпуса долота специальным сплавом снижает налипание породы на корпус и лопасти долота, что положительно сказывается на производительности бурения.

Выводы:Рассмотрев теория разрушения породы и защита инструмента от изнашивания можно сделать вывод,что для создания высокоресурсного бурового инструмента требуется разработать методику его проектирования, которая обеспечит выбор оптимальных параметров и установки не нем элементов резания. Выбор углов установки резцов на буровом инструменте также играет немаловажную роль, в случае неправльного выбора угла установки резца на лопасти может резко возрасти энергоемкость процесса.