Бурение скважин на воду

Реагенты для глинистых растворов, реагенты понижающие водоотдачу, реагенты повышающие вязкость раствора. Промывка скважины.   Периодическую промывку скважин начали применять со второй половины... далее
Алмазные долота предназначены для бурения геологоразве­дочных и взрывных скважин сплошным забоем. Проходка геолого­разведочных скважин сплошным забоем осуществляется в тех случаях, когда назначение... далее
В комплект породоразрушающего инструмента при разве­дочном бурении скважин алмазным способом входят алмазные корон­ки и расширители. Алмазная коронка при бурении выполняет роль породоразру­шающего... далее
Обсадные трубы применяются для закрепления неустойчивых стенок скважины, восстановления циркуляции промывочной жидкости и разъединения пластов горных пород. Свинченные с помощью резьбовых соединений... далее
Все буровые установки имеют однотипное, но разное по своим характеристикам буровое и энергетическое оборудование. Буровое оборудование (механизмы) подразделяется на оборудование для спуска и... далее

Поиск по Бурению-про ↓

Связь ↓

По всем вопросам пишите в обратную связь
BURENIE-PRO.RU » Оборудование » Алмазные коронки: классификация и рекомендации

Алмазные коронки: классификация и рекомендации

Алмазные коронкиВ комплект породоразрушающего инструмента при разве­дочном бурении скважин алмазным способом входят алмазные корон­ки и расширители.

Алмазная коронка при бурении выполняет роль породоразру­шающего наконечника. Алмазный калибровочный расширитель предназначен для сохра­нения диаметра скважины в процессе ее проходки, а также для стабилизации работы коронки на забое скважины.

Алмазные коронки классифицируются по следующим характеристикам:

  • крупность объемных и подрезных алмазов;
  • свойства матрицы;
  • схема раскладки алмазов и насыщенность коронки алмазами;
  • характер промывочной системы;
  • форма торца матрицы;
  • конструкция корпуса.

Крупность алмазов, закладываемых в коронку, определяется твердостью породы и ее структурой, свойства матрицы — абразив­ностью разбуриваемой породы и ее шлама, схема раскладки алмазов в матрице и насыщенность коронки алмазами — упруго-пластичными свойствами породы и характером ее разрушения алмазным нако­нечником, конструкция промывочной системы — видом промывоч­ного агента, а также количеством и величиной частиц шлама.

Таким образом, совокупность основных физико-механических свойств горной породы и определяет рациональную комбинацию конструктивных элементов алмазной коронки для конкретных условий бурения.

Каждый тип алмазной коронки предназначается для бурения определенного комплекса пород.

По конструкции режущей части алмазные буровые наконечники подразделяются на кольцевые (керновые) коронки, предназначенные для бурения скважин кольцевым забоем с отбором керна, и алмаз­ные долота — для бескернового бурения скважин сплошным забоем.

Алмазная коронка состоит из твердосплавной матрицы, ар­мированной алмазами, и стального корпуса.

Матрицу и корпус соеди­няют в процессе изготовления коронки. В матрице имеются про­мывочные каналы, которые разделяют ее на сектора. Материалом для изготовления корпуса коронки служит сталь марки 20-30 по ГОСТ 1050—60. Профиль внутренней части корпуса коронки выполнен конусным для кернорвательного кольца. На на­ружной поверхности корпуса коронки имеется ряд цилин­дрических сверлений, исполь­зуемых при отвинчивании или навинчивании коронки с по­мощью штифтовых ключей.

Резьбовое соединение алмаз­ной коронки с колонковой трубой или корпусом калибро­вочного расширителя выполнено в соответствии с ГОСТ 6238—52.

Основные размеры алмазных буровых коронок для геологораз­ведочного бурения скважин одинарными колонковыми трубами приведены на схеме.

Алмазная коронка

Рис. Стандартная алмазная коронка

Диаметр коронок, D D1 D2 D3 Число промывочных
каналов
26 24,5 20 18,5 2
36 34 29 27,5 2
46 44 39 37,5 4
59 57 52 50,5 4-6
76 73 68 66,5 6
93 90 84 82,5 8
112 110 103 101,5 9
Кристаллы алмазов, выполняющие в алмазной коронке роль породоразрушающих резцов, располагаются в матрице в опреде­ленном порядке. По своему назначению и расположению в матрице алмазы подразделяются на объемные (торцевые) и подрезные.

Объемными называются алмазы, размещенные внутри матрицы или на ее торцевой поверхности, подрезными — алмазы, располо­женные по наружной и внутренней боковым поверхностям матрицы.

Объемные алмазы выполняют основной объем работы по разруше­нию породы. Подрезные алмазы предохраняют коронку от износа по боковым поверхностям.

Алмазы, используемые в коронках, классифицируют по ка­честву и размерам.

Крупность алмазов определяется по количеству зерен, прихо­дящихся на 1 карат веса (1 карат = 0,2 г).

Алмазные коронки по конструкции подразделяются на три группы: однослойные, многослойные и импрегнированные.

Алмазные коронки

Однослойная: 1 и 2 — объемные алмазы; 3 — подрезные алмазы, 4— матрица коронки, 5 — корпус коронки.
Многослойная: 1 — объемные алмазы первого слоя; 2 — алмазы; 3 — коронки; 4 — матрица коронки; 5 — корпус объемные алмазы последующих слоев.

Однослойные коронки армируются алмазами крупностью от 2—5 до 40—60 шт. /карат, которые располагаются в одном, поверх­ностном, слое матрицы. По боковым поверхностям (внутренней и наружной) однослойные коронки армируются подрезными алмазами. Схема однослойной алмазной коронки показана на рис. 2.

При бурении однослойными коронками алмазы, расположенные л поверхностном слое матрицы, постепенно изнашиваются, вслед­ствие чего скорость бурения снижается.

Однослойные коронки предназначены для бурения в горных породах VI—X категорий по буримости. Применение однослойных коронок в породах более высоких категорий нерационально, так как приводит к интенсивному сколу и выкрашиванию алмазов из матрицы и преждевременному износу коронки.

Многослойные алмазные коронки (рис. 3) армируются более мелкими зернами объемных алмазов (60—90 и 90 —120 шт./карат), расположенными в матрице несколькими слоями в порядке, обеспе­чивающем по мере износа алмазов пер­вого слоя обнажение и вступление в ра­боту зерен 2-го слоя и затем — 3-го.

Такое расположение алмазов в матрице обеспечивает «самозатачивание» алмазной коронки в процессе бурения. По вну­тренней и наружной боковым поверхно­стям матрицы многослойные коронки ар­мируются подрезными алмазами более крупных размеров, чем объемные (обычно 30—40 или 40—60 шт./карат).

Многослойные коронки предназначены для бурения в горных породах IX—XI категорий по буримости. Применение их в более мягких породах нерационально, так как матрица коронок, армированная мелкими алмазами, в этом случае быстро шламом, вследствие чего механическая скорость бурения такой коронкой резко падает.

Импрегнированные алмазные коронки армируются объемными алмазами крупностью 120—1200 шт./карат.

Укладка мелких алмазов по определенной схеме практически невозможна. Поэтому объемные алмазы равномерно перемешиваются с матричным материалом, а затем шихта с алмазами укладывается в прессформу и в таком виде прессуется и спекается. Импрегни- рованную коронку можно рассматривать как многослойную коронку с большим количеством слоев.

Подрезные алмазы в импрегнированных коронках укладываются по тем же схемам, что и в однослойных или многослойных коронках. Крупность подрезных алмазов — 30 —40 или 40—60 шт. карат. Работа импрегнированных коронок, так же как и многослойных, основывается на принципе «самозатачивания».

Импрегнированные коронки предназначены для бурения твер­дых и весьма твердых горных пород IX—XII категории по бури­мости.

По свойствам матрицы (твердости и износостойкости) все алмазные коронки подразделяются на три категории:

а) с нормальной матрицей, твердость 20—25 HRC;

б) с твердой матрицей, твердость 30—35 HRC;

в) с очень твердой матрицей, твердость 55—60 HRC.

Разрабатываются конструкции коронок с очень мягкой (10—15 HRC) и мягкой (15—20 HRC) матрицей.

При бурении пород, различающихся по абразивным свойствам, следует применять коронки с матрицами соответствующей твердости и износостойкости.

Коронки с нормальной матрицей следует применять для бурения малоабразивных пород, с твердой — абразивных и с очень твердой — высокоабразивных пород.

Тип коронки определяется ее конструкцией и твердостью матрицы. Каждый тип коронок делится на марки в зависимости от зернистости алмазов, закладываемых в них; марка наносится на корпус коронки.

Алмазная коронка для колонкового бурения

 

Рекомендации по выбору и применению алмазных коронок

1.Существенным условием обеспечения эффективности алмазного бурения является правильный выбор алмазной коронки в соответ­ствии с физико-механическими свойствами горных пород.

Выбирать алмазную коронку требуемого типа для бурения кон­кретной группы пород следует, руководствуясь «Классификацией алмазных коронок в соответствии с абразивными свойствами и буримостыо горных пород» и рекомендациями по выбору алмазных коро­нок в соответствии с областями их рационального применения, соста­вленными на основании обобщения накопленного отечественного опы­та алмазного бурения.

2.В основу классификации положены два наиболее важных конструктивных элемента алмазных коронок: крупность объемных алмазов и износостойкость (твердость) матрицы. Соответственно для горных пород в качестве основных классификационных свойств были приняты буримость и абразивность. Остальные конструктивные особенности коронок, а также свойства пород (зернистость, трещиноватость и т. д.) учтены внутри классифика­ционных групп.

  • Всего просмотров: 8527 / +0