Descripción general de la investigación de productos de herramientas de perforación
Las herramientas de perforación de rocas se han utilizado ampliamente en la extracción de energía, la conservación del agua y la construcción de transporte, y en la construcción de infraestructuras como el metro. Con el rápido desarrollo de la economía y la tecnología, la demanda del mercado internacional de colas de soldadura aumenta día a día y ha presentado mejores requisitos para la calidad del producto. La estructura de productos de herramientas de perforación de nuestro país no es razonable, los productos de gama baja tienen un exceso de capacidad y las herramientas hidráulicas de perforación de rocas de alta gama solo pueden depender de las importaciones. En comparación con países industrialmente desarrollados como Suecia, Gran Bretaña, Estados Unidos y Japón, los productos de herramientas de perforación nacionales son muy diferentes en términos de rendimiento, calidad y especificaciones. Por lo tanto, la investigación sobre la sustitución de materiales nacionales y los procesos de fabricación de herramientas de perforación de rocas tiene un importante valor de aplicación práctica.
Las herramientas de perforación son herramientas que se utilizan para perforar roca dura. Son sistemas de varillas delgadas compuestos por brocas, varillas de perforación, manguitos de conexión y colas de perforación que se utilizan junto con perforadoras hidráulicas para roca. Las herramientas de perforación se utilizan principalmente en proyectos como la extracción de minerales y recursos petrolíferos, la construcción de puentes, túneles, metros, conservación de agua e instalaciones hidroeléctricas, etc. El desarrollo de herramientas de perforación tiene un proceso muy largo. Se ha desarrollado gradualmente con el desarrollo de la ciencia de los materiales y la ciencia y tecnología de la minería. La eficiencia de trabajo de los martillos perforadores es cada vez mayor y los requisitos para las herramientas de perforación utilizadas con ellos también son cada vez más estrictos. Esto promueve la producción de aceros de perforación de aleación modernos y herramientas de perforación de alta vida útil. El desarrollo de acero de perforación y herramientas de perforación de alta calidad ha promovido el desarrollo de perforadoras de roca hidráulicas de alta frecuencia y alta potencia.
Con el rápido desarrollo de la construcción económica de mi país, la extracción de recursos minerales, la construcción de instalaciones de energía y transporte y la construcción de ciudades subterráneas son inseparables de las herramientas de perforación de rocas. Especialmente en la construcción de algunos proyectos clave, las operaciones de construcción son difíciles y los requisitos de calidad del proyecto son altos, por lo que el rendimiento de las herramientas de perforación de rocas está lleno de desafíos. Los países industrializados extranjeros conceden gran importancia al desarrollo de herramientas de perforación de rocas. Durante las últimas décadas, han invertido mucho dinero en la investigación y el desarrollo de materiales y procesos, y han logrado resultados notables. El desarrollo de los productos de herramientas de perforación de nuestro país está muy por detrás del de los países industrializados occidentales. Hay muchos problemas, como una estructura de producto irrazonable. La mayoría de los equipos hidráulicos de perforación de roca de alta gama y las herramientas de perforación de soporte se importan del extranjero. Sin embargo, los productos de gama baja enfrentan problemas en China. Debido al problema del exceso de capacidad, el precio es bajo, el contenido de oro es bajo y no es competitivo en el mundo. En comparación con los fabricantes de herramientas de perforación de renombre internacional, como Sandvik de Suecia, Atlas Copco, Secoroc, Boart Long Year Company, Mitsubishi de Japón, Furukawa, etc., las herramientas de perforación nacionales todavía tienen problemas en términos de rendimiento, calidad del producto, especificaciones y vida útil. Hay una brecha considerable. Por lo tanto, para la construcción de muchos proyectos nacionales importantes, los departamentos pertinentes dependen principalmente de las importaciones de maquinaria de perforación de rocas y herramientas de perforación de apoyo para garantizar el progreso de la construcción y la calidad del proyecto. Debido a que los materiales nacionales son más baratos que los importados y muchos vínculos, como el transporte y la declaración de aduanas, se reducen considerablemente, si se pueden utilizar materiales nacionales para reemplazar los materiales importados, puede generar beneficios económicos considerables para las empresas y los proyectos de ingeniería. Al mismo tiempo, ahorra divisas al país y tiene buenos beneficios integrales.
En los últimos años, muchos expertos y académicos nacionales que estudian materiales han realizado investigaciones relevantes sobre los productos de perforación de mi país desde diferentes ángulos. En términos de tecnología de tratamiento térmico: después de una serie de mejoras en el tratamiento térmico, la prueba de cola de perforación de acero 30Cr2Ni4MoV producida por Huang Chang y Zhang Hongyun del Instituto de Investigación Metalúrgica de Guangxi de mi país muestra que su vida útil promedio puede alcanzar los 860 m/pieza, lo que es más largo que el tratamiento convencional actual en China. La vida útil de la cola de perforación de acero 35CrMoV se ha incrementado en más de un 40%, lo que se acerca a la vida útil de 1000-1200 m de los productos de cola de perforación de la compañía sueca Atlas. Shao Honghong, Jiang Xiaoyan y Zhang Daojun de mi país seleccionaron productos de perforación de prueba 40CrNiMoA y aplicaron tecnología de prueba de fatiga ultrasónica para probar el rendimiento del acero 40CrNiMoA con tres estados de microestructura diferentes bajo carga de vibración ultrasónica (f = 20 kHz, R = -1). Análisis de pruebas de rendimiento de fatiga. Los resultados demuestran que, en condiciones de vibración ultrasónica, la vida de fatiga ultrasónica de las microestructuras con un ajuste fuerte y resistente mejora significativamente. Y a niveles bajos de tensión, la vida a fatiga de la troostita templada es mayor que la de la troostita templada. Para mejorar la dureza de la cola de perforación, Hong Zhensheng y Yin Fucheng de la Universidad de Xiangtan propusieron un"tratamiento de refuerzo y endurecimiento compuesto"método, es decir, carburación + templado a alta temperatura + enfriamiento isotérmico + tratamiento de templado a baja temperatura. El material original de la cola de perforación, acero 22SiMnCrNi2M0A, se mejora y optimiza el proceso de tratamiento térmico, y la estructura final obtenida es bainita inferior + martensita templada + una pequeña cantidad de austenita retenida, endureciéndola así.
Hubei Tiantian Drilling Steel Drilling Tools Co., Ltd. y la Universidad Tecnológica de Hubei investigaron y demostraron conjuntamente que el acero 23CrNi3Mo tiene buena resistencia y tenacidad cuando se enfría con aceite a 820 ~ 860 °C y puede usarse como proceso de tratamiento térmico final para 23CrNi3Mo. Herramientas de perforación de prueba de acero. El profesor Zhao Changyou del Instituto de Investigación de Metales de la Academia de Ciencias de China realizó un análisis experimental detallado sobre el rendimiento del acero para herramientas de perforación doméstico de la serie Si-Mn 24SiMnCrNi2MoA. El acero de baja aleación y ultra alta resistencia 24SiMnCrNi2MoA A, la resistencia promedio es de 1400 MPa y la resistencia máxima a la tracción puede alcanzar 1540-1680 MPa, y tiene una alta energía de absorción de impacto, baja sensibilidad a la muesca y buen alargamiento.
La investigación realizada por estos académicos sobre la localización de herramientas de perforación ha proporcionado referencias importantes y datos significativos para investigadores posteriores del desarrollo de herramientas de perforación de rocas. La industria de herramientas de perforación de acero para perforación de rocas de China está en constante desarrollo. Debemos aprender más sobre las tecnologías avanzadas de procesamiento y fabricación extranjeras y hacer un buen trabajo en la investigación de productos de herramientas de perforación importados. Y, combinado con el estado de la solicitud nacional, desarrollar productos de perforación con mejor rendimiento y calidad, realizar investigaciones científicas incansables con el propósito de mejorar su competitividad en el mercado global y proporcionar más y mejores productos para la construcción económica nacional de los países en desarrollo de todo el mundo. . Resultados de experiencia eficientes.
