Том 336 № 8 (2025)
DOI https://doi.org/10.18799/24131830/2025/8/3546
Исследование объемного упрочнения породоразрушающих элементов шарошечного долота посредством криогенной обработки
Актуальность. Шарошечные долота – породоразрушающий инструмент, широко используемый в практике геологоразведочных работ, при разработке месторождений полезных ископаемых буровзрывным способом, строительстве сложных инженерных сооружений. В последние десятилетия идет работа по улучшению конструкции и технологии изготовления шарошечных долот для повышения их долговечности. Однако причины выхода из строя остаются прежними. В 80 % случаев отказа шарошечного долота причиной является разрушение подшипниковых опор ввиду тяжёлых условий эксплуатации и больших осевых и динамических нагрузок. Проведение периодического технического обслуживания и ремонта подшипниковых узлов может снизить частоту отказов, но не решит проблему полностью, так как другие части долота, главным образом вооружение, также могут находиться в критическом состоянии. Комплексный подход к техническому обслуживанию долот, включающий помимо ремонта подшипниковых узлов работы по восстановлению прочности породоразрушающих элементов, является обоснованным. Одним из наиболее эффективных и технологически просто реализуемых способов объемного упрочнения породоразрушающих элементов долота, не требующих специализированного оборудования, является их криогенная обработка. Цель: определение положительного влияния применения криогенной обработки шарошечных долот на промежуточном техническом обслуживании или восстановительном ремонте изношенных шарошечных долот на ресурс инструмента. Объект: усталостное разрушение и методы объемного упрочнения твердосплавных породоразрушающих элементов шарошечных долот. Методы: аналитическое исследование процесса снижения прочности материала твердосплавных породоразрушающих элементов шарошечных долот, причин выхода из строя шарошечных долот, постановка и описание эксперимента по объемному упрочнению деталей шарошечного долота кратковременной криогенной обработкой. Результаты. Доказана близость средних значений проходки шарошечных долот до выработки ресурса по причине отказа подшипникового узла и износа породоразрушающих элементов, обуславливающая необходимость комплексного подхода к ремонту шарошечных долот. Описан эффект применения криогенной обработки твердых сплавов, заключающийся в рассредоточении полей напряжений и создании равномерного объёмного напряжённого состояния сжатия.
Ключевые слова:
бурение, долото, упрочнение, криогенная обработка, эксперимент
