Файл: Куличихин Н.И. Разведочное бурение учебник.pdf

Т а б л и ц а 28

Т ехническая характер и сти ка им прегнированны х алм азны х коронок

Промывочная система представляет собой косые прорези между секторами матрицы. Чем абразивнее порода, тем большей твердостью должна обладать матрица.

В настоящее время ведутся работы по созданию новых, более совершенных типов коронок с выступающими алмазами.

Многослойные алмазные коронки отличаются от однослойных тем, что в них торцевые (объемные) алмазы располагаются в несколько слоев, причем по мере износа первого слоя в работу вступают алмазы следующего слоя и т. д. (см. рис. 87, б).

Такая конструкция обеспечивает большую равномерность ско­ рости бурения. Внутренняя и наружная поверхности матрицы армируются более крупными подрезными алмазами. На рис. 87, б показана схема трехслойной алмазной коронки. Рациональной обла­ стью применения многослойных коронок являются породы X —XI категории по буримости.Многослойные коронки по торцу армируются алмазами зернистостью от 60 до 120 штук на карат, а по боковым поверхностям — от 30 до 40 штук на карат.

Подрезные алмазы в многослойные коронки вставляют примерно в 2,5 раза меньше, чем объемных (по весу).

Импрегнированные коронки. В импрегнированной коронке торце­ вые алмазы располагаются без какой-либо определенной схемы.

Зернистость применяемых алмазов колеблется от 120 до 500 штук на карат и более. В процессе изготовления объемные алмазы равно­ мерно перемешиваются с материалом матрицы, после чего матрица прессуется и спекается. Крупность подрезных алмазов в импрегнированных коронках колеблется от 30 до 60 штук на карат. Схема импрегнированной коронки показана на рис. 87, в.

Техническая характеристика импрегнированных коронок при­ ведена в табл. 28.

Ведутся опытные рабты по созданию импрегнированных коронок с зернистостью алмазов от 450 до 10 000 штук на карат. Кроме того, разрабатываются коронки с мягкой матрицей (HRC = 15—20) и с очень мягкой матрицей (HRC = 10).

Институт ВНИИАЛМАЗ разработал новую технологию изго­ товления импрегнированных коронок с «гранулированными» алма­ зами, которая заключается в том, что алмазные зерна покрываются слоем порошкообразных твердых сплавов, входящих в состав шихты. Такие «гранулы» укладываются в специальную пресс-форму и далее прессуются и спекаются. Такая технология обеспечивает равномер­ ное распределение алмазов в матрице, так как толщина порошкового ■слоя получается одинаковой.

Алмазные долота для бескернового бурения

Алмазные долота предназначены для бурения скважин без отбора

Однослойные алмазные долота предназначены для бурения пород V III—IX категории по буримости. Импрегнированные долота пред­ назначены для бурения пород IX —XI категории. На рис. 89 пока­ зан общий вид алмазных долот. В однослойные долота вставляют 10— 11 карат алмазов зернистостью 20—30 зерен на карат. В импрегни­ рованные долота вставляют ~20 карат. При этом объемные алмазы берутся зернистостью 50—250 штук на карат, а подрезные — 20— 30 штук па карат. Диаметры долот 46 и 59 мм.

Алмазные калибровочные расширители

Калибровочные расширители предназначены для сохранения диаметра скважины в процессе бурения. Применение их предохра­ няет износ алмазных коронок по наружному диаметру, стабилизирует работу коронки на забое, снижает вибрации. Расширитель пред­ ставляет собой стальной цилиндр, армированный специальными штабиками с алмазами. Длина штабика около 40 мм. Корпус расши­ рителя имеет на нижнем конце внутреннюю резьбу под коронку, а на верхнем конце — наружную резьбу под колонковую трубу. Нижняя часть расширителя является корпусом кернорвателя.

Рис. 90. Общий вид калибровочного алмаз­ ного расширителя.

Для армирования расширителей применяются алмазы высшего качества зернистостью 10—30 штук на карат. На рис. 90 показан алмазный калибровочный расширитель РМВ.

Колонковые трубы

Колонковые трубы для алмазного бурения разделяются на оди­ нарные и двойные с вращающейся и невращающейся внутренней трубой.

Одинарные колонковые трубы рационально применять только при бурении монолитных пород, дающих высокий выход керна.

Двойные колонковые трубы с вращающейся внутренней трубой — ТДВ (рис. 91, а) применяются при бурении монолитных пород средней твердости и трещиноватых твердых пород. Применение таких труб обеспечивает уменьшение размыва керна, так как промывочная жидкость интенсивно омывает его только на небольшом участке (от нижнего конца внутренней трубы до забоях). Кроме того, за счет возникающего обратного восходящего потока промывочной жидкости облегчается вхождение керна во внутреннюю трубу, уменьшаются самозаклинки и увеличивается проходка за рейс.

Двойные колонковые трубы с невращающейся внутренней трубой ТДН (рис. 91, б) предназначены для бурения алмазами в рыхлых

иразрушенных твердых породах, а также переслаивающихся породах различной твердости. Применение их обеспечивает сниже­ ние возможности самозаклинки керна, увеличение проходки за рейс

иповышение выхода керна.

При алмазном бурении без кернорвателей заклинка кернов в колонковых трубах производится битыми стеклами или фарфором.

Такой способ заклинки требует много

,времени, особенно при глубоком бурении. Иногда плохо заклиненный керн выпа­ дает при подъеме.

Всесоюзным научно-исследовательским институтом методики и техники разведки

(ВИТР) разработана конструкция и техно-

’логия изготовления надежных кернорвательных колец.

Как показали испытания, работоспо­ собность рвательных колец составляет от 10 до 35 м в зависимости от абразивных свойств пород. Применение кернорвательных устройств позволяет снизить время на заклинку керна до 1—2 мин, в то время как при использовании для этих целей битого стекла, фарфора и т. п. время на осуществление заклинки керна составляет от 10 до 40 мин в зависимости от глубины скважины.

42 мм соответственно; для коронок 59 и 76 мм диаметром 50 и 54 мм. Коронка, колонковая труба, переходник и нижние штанги должны быть после свинчивания соосны и прямолинейны. При бурении в крепких породах между коронкой и колонковой трубой необходимо включать алмазный расширитель (см. рис. 90) для калибровки ствола.