Explicación del conocimiento del barril sacatestigos de perforación rotativa

La broca de barrena de la plataforma de perforación rotativa tiene una estructura simple, que solo consta de un cilindro y dientes. Es un tipo de broca con costos de fabricación relativamente bajos entre las brocas de las plataformas de perforación rotativas. Generalmente, los dientes utilizados en la barrena son dientes cortantes y, cuando se trituran rocas con dureza extrema, se pueden instalar en la barrena dientes cónicos u otros dientes de aleación de dureza ultraalta. Aunque la estructura de la barrena es simple, su función para triturar rocas no tiene paralelo con otras brocas. El principio de la perforación y trituración de rocas con barrena es el triturado y triturado de anillos, que consiste en cortar una superficie libre en forma de anillo alrededor del orificio del pilote soldando los dientes en la sección inferior en forma de anillo del fondo durante la perforación de las rocas. Debido a que el área de contacto entre la broca y el lecho de roca es pequeña (solo un área estrecha en forma de anillo), la fuerza y ​​el trabajo ejercidos continuamente por un solo diente sobre las rocas son relativamente grandes, lo que resulta en una alta eficiencia en la trituración de rocas. La barrena es actualmente la broca más utilizada para triturar estratos de roca dura y estratos de grava en la plataforma de perforación rotativa.

La plataforma de perforación simulada tiene un alto factor de seguridad de 3,13 en las condiciones operativas de aplicación de presión y torsión máximas durante la perforación rotativa. El desplazamiento máximo es de sólo 0,207 mm, lo que indica que la rigidez y resistencia generales de la broca son relativamente grandes y cumplen con los requisitos de diseño estructural.

Disposición de los dientes en la broca de barrena de la plataforma de perforación rotativa

El principio de disposición de los dientes en la broca de barrena es similar al de otras brocas incrustadas en roca, que está dispuesta de la manera más favorable para triturar rocas. Generalmente, se sigue el principio de disponer los dientes en tres grupos, a saber, grupos internos, medios y externos. Los dientes de la barrena se dividen en dientes de corte internos, dientes de corte anulares (parte media) y dientes de corte externos de acuerdo con el tamaño del diámetro de rotación de la punta del diente de adentro hacia afuera, y están dispuestos de manera alterna. También existe una cierta diferencia de altura entre ellos, siendo los dientes cortantes anulares los que sobresalen más largos, seguidos de los dientes cortantes externos, y los más cortos son los dientes cortantes internos.

Esta disposición está diseñada para crear las condiciones para la trituración de rocas en forma de salto. El principio es el siguiente: primero, los dientes cortantes anulares cortan las rocas para crear una superficie libre en forma de cuña, y luego siguen los dientes cortantes externos e internos. Las grietas de la superficie libre cortadas por los tres grupos de dientes se interconectan (el espacio de rotación y la diferencia de altura entre las puntas interna, media y externa de los dientes están diseñados en base a las leyes de interconexión de grietas en diferentes rocas), creando una ranura profunda libre en forma de superficie alrededor del fondo del agujero, separando completamente el núcleo de roca en el centro de la masa rocosa circundante.

Posicionamiento y guiado de la broca de barrena de la plataforma de perforación rotativa

El cilindro de la barrena es completamente recto y en el lado exterior de la pared del cilindro están dispuestas tiras guía opuestas a la dirección de rotación e inclinadas hacia arriba. La broca de barrena se utiliza generalmente para perforar lechos de roca dura o estratos de grava, que generalmente son inestables y tienen un metraje lento. La broca recta con forma de cilindro tiene excelentes funciones de guía y posicionamiento. La función principal de las tiras guía alrededor de la pared del cilindro es guiar hacia arriba los restos de roca en la parte inferior de la broca, evitando la acumulación de restos en las ranuras que dificultan el corte de rocas frescas por los dientes. Otra función de las tiras guía es proteger la pared del cilindro y mejorar la resistencia al desgaste.

Diseño de otros parámetros importantes para la broca de barrena de la plataforma de perforación rotativa

El parámetro principal de la barrena es su diámetro, que es el diámetro del orificio del pilote que se puede perforar. El segundo parámetro es la altura del cilindro, que suele ser mayor que el diámetro de la barrena. Esta relación estructural entre tamaño y altura es necesaria para satisfacer la necesidad de torcer y romper el núcleo de roca. Después de que la broca de barrena corta el núcleo de roca, a medida que la profundidad de corte continúa aumentando, el núcleo de roca se retuerce y se rompe en un ángulo de 45 grados con la dirección axial. Por lo tanto, se requiere que la altura del cilindro sea mayor que el diámetro del núcleo de roca, de modo que el núcleo de roca pueda torcerse y romperse y luego sacarse del agujero del pilote.

Ajuste y cálculo del ángulo de los dientes en la broca de barrena de la plataforma de perforación rotativa

Durante el proceso de perforación del estrato mediante la plataforma de perforación rotativa, los dientes son las partes clave que entran en contacto directamente con el estrato. El ángulo y el espaciado de los dientes determinan directamente la eficiencia de trabajo de la plataforma de perforación rotativa. Por lo tanto, durante el diseño de la broca, se debe realizar una investigación sobre el modelo mecánico de los dientes cortando suelo y rocas para encontrar ángulos ideales y distancias de espaciado para los dientes.