ООО СКАРН Санкт-Петербург: +7 812 313-53-81 Москва: +7 499 753-29-81

 
 
 
 
 
 
 

СКАРН В ИНТЕРНЕТE:


lj
lj vk2

КОРОНКИ АЛМАЗНЫЕ

Алмазная коронка — это инструмент, предназначенный для создания отверстий в твердых материалах с последующим изъятием керна или без него. Алмазные коронки используются в бурильных системах, применяемых в строительстве, добывающей промышленности, а также при проведении геологических изысканий.

Алмазная коронка состоит из алмазосодержащей матрицы 1 и стального корпуса 2 с нарезанной резьбой. В матрице имеются промывочные каналы 3, число и форма которых неодинаковы в коронках различного назначения и диаметров.


РАЗМЕРЫ АЛМАЗНЫХ КОРОНОК ДЛЯ ОДИНАРНЫХ КОЛОНКОВЫХ СНАРЯДОВ, ММ
D D1 d d1 d2 d3 d4 L
Ном. размер Пред. откл. Ном. размер Пред. откл Наружный размер резьбы Ном. размер Пред. откл. Ном. размер Пред. откл. Ном. размер Пред. откл. Ном. размер Пред. откл. Пред. откл (±0,74)
26 +0,2 -0,1 14 +0,2 -0,1 21,5 19,8 -0,14 18,5 +0,14 15 +0,24 24,5 -0,28 55
36 22 29,0 27,3 -0,14 26,0 +0,14 23 +0,28 34,5 -0,34
46 31 39,0 37,3 -0,17 36,0 +0,17 33 +0,34 44,0 -0,34
59 42 52,0 50,3 -0,20 48,0 +0,20 44 +0,34 57,0 -0,40
76 58 68,0 66,3 -0,20 64,5 +0,20 60 +0,40 73,0 -0,40
93 +0,3 -0,2 73 +0,3 -0,2 84,0 82,3 -0,23 80,0 +0,23 76 +0,40 90,0 -0,40 65
112 92 103,0 101,3 -0,23 98,0 +0,23 95 +0,46 109,0 -0,46
132 ±0,3 108 ±0,3 122,0 120,3 -0,35 117,0 +0,35 111 +0,30 129,0 -0,35 85
151 ±0,3 127 ±0,3 141,0 139,3 -0,35 136,0 +0,35 131 +0,30 148,0 -0,35


Матрица алмазной коронки для колонкового бурения скважин представляет собой кольцо из металлокерамического сплава, в котором размещаются алмазы. В процессе изготовления матрица коронки припаивается к стальному корпусу. Внешний вид матрицы коронок определяется, в основном, конструкцией промывочной системы, формой торца и расположением алмазов. Форма торца определяется назначением инструмента в условиях его эксплуатации. В таблице приведены характеристика, назначение и область применения, форма и профиль торца основных конструктивных форм коронок, применяемых в геологоразведочном бурении.

КЛАССИФИКАЦИЯ КОНСТРУКТИВНЫХ ФОРМ ТОРЦА МАТРИЦЫ АЛМАЗНЫХ КОРОНОК
Форма торца Краткая характеристика, назначение и область применения Профиль торца
Плоский Небольшая масса алмазов; для пород средней твердости и твердых, малой абразивности. Матрицы с плоским торцом изготовляются обычно только для импрегнированных коронок. Это объясняется тем, что повышенный износ периферических кромок матрицы в таких коронках не выводит их из строя преждевременно. Напротив, некоторое увеличение высоты матрицы, достигаемое при плоском ее торце, способствует сохранению рабочего диаметра коронки в процессе бурения. Плоский торец имеют, например, импрегнированные коронки типа 03И5, И4ДП, БИТ и др.
Усеченная полусфера Закругленная режущая часть обусловливает лучшее использование коронки по наружному и внутреннему диаметрам; большая масса алмазов, чем у матриц с плоским торцом. Эта форма применяется в алмазных коронках для бурения колонковой трубой. Радиус закругления торца матрицы всегда больше половины толщины стенки матрицы. Такой профиль торца имеют коронки 01 A3, 02ИЗГ, 20И2Г, 21МЗГ, 14АЗ и др.
Полусфера Торец матрицы характеризуется тем, что радиус его закругления равен половине толщины матрицы. Полностью закругленная режущая часть позволяет лучше использовать наружные поверхности, т. е. такой профиль позволяет разместить на рабочем торце матрицы большее число алмазов и укрепить периферические части матрицы, которые подвержены усиленному износу, особенно при бурении трещиноватых, весьма твердых и часто перемежающихся абразивных горных пород. Радиус закругления, практически равный половине толщины стенки матрицы, имеют коронки 04АЗ и др.
Прямой полуку­пол (наружный конус) Несимметричная форма режущей кромки. Такие профили торца матриц обычно используются для толстостенных коронок, применяемых с двойными колонковыми трубами. Форма прямого полукупола позволяет увеличить выход керна при бурении мягких легко разрушающихся горных пород и уменьшить искривление скважины. Скорость бурения несколько выше, чем при использовании матрицы с усеченной полусферой торца.
Пилот Коронка хорошо сохраняет направление скважины при вертикальном бурении; скорость бурения несколько выше, чем при использовании матрицы с усеченной полусферой торца; применяется в коронках для пород средней твердости
Специальный пилот То же, что и предыдущая форма; применяется для твердых и средней твердости пород
Двухступенчатая Применяется для коронок с широким торцом матрицы, используемых с двойными колонковыми трубами. Режущая кромка более ослаблена, чем в предыдущих формах. Применяется для мягких и средней твердости пород
Многоступенчатая Наиболее распространенная (стандартная) форма для коронок, применяемых в снаряде со съемным керноприемником. Высокая скорость бурения; хорошо сохраняет направление скважины. Применяется для средней твердости и твердых пород; для очень твердых пород матрица такой формы слаба. Пригодна для коронок с широким торцом матрицы; обеспечивает большую скорость бурения и лучше сохраняет направление скважины, чем полусфера
Обратный полукупол Пригодна для коронок с широким торцом матрицы (для двойных колонковых труб). Применяется в тех случаях, когда высокая абразивность и раздробленность разбуриваемых пород способствует быстрому, преждевременному износу периферических алмазов по внутреннему диаметру короночной матрицы
Гребешковый Применяется для коронок при бурении с одинарными колонковыми снарядами и комплексами ССК (коронки 22ИЗГ и др.) в породах средней твердости
Врубовый Используется для достижения высоких механических скоростей при бурении скважин в осадочных и метаморфических горных породах. Такой профиль имеют коронки KB, КРК, КСТМ
Размер алмазов, шт/кар 5-2 10-5 20-10 30-20
Выступ алмазов из матрицы, мм 0,6-0,5 0,5-0,4 0,4-0,3 0,3-0,25
Размер алмазов, шт/кар 40-30 60-40 90-60
Выступ алмазов из матрицы, мм 0,3-0,2 0,25-0,2 0,2-0,15

Промывочная система алмазной коронки — это совокупность конструктивных элементов, обеспечивающих прохождение промывочной жидкости через коронку, ее охлаждение и вынос шлама из-под торца коронки во время бурения. Чем больше шлама образуется в процессе бурения, тем больше должна быть пропускная способность промывочной системы коронки. Если выбуренные частицы породы не сразу удаляются с забоя скважины, то они, повторно попадая под торец матрицы коронки, снижают эффективность бурения, так как работа, затрачиваемая на измельчение уже отделенных от забоя частиц, является бесполезной.

Значительная часть промывочной жидкости проходит через промывочные каналы, которые прорезаны в теле короночной матрицы и разделяют ее на отдельные секторы. От их числа, сечения и формы в основном зависит очистка забоя. Оптимальное значение суммарного сечения всех промывочных каналов в коронке неодинаково для коронок разных конструкций. Например, в коронках, которые предназначены для бурения мягких пород, дающих при разрушении много липкого шлама, сечение промывочных каналов делается как можно большим. В коронке для бурения твердых пород излишне большие сечения промывочных каналов ухудшают ее работу, так как при этом уменьшится перепад давления промывочной жидкости во внутренней части коронки по отношению к внешней ее части, что повлечет ухудшение выноса шлама непосредственно из-под торца матрицы.

Число и форма промывочных каналов, даже при одном и том же их общем сечении, заметно влияют на работоспособность алмазной коронки. Косые промывочные каналы имеют меньшее гидравлическое сопротивление по сравнению с прямыми, т. е. прорезанными по радиусам. Преимущество косых промывочных каналов заключается в уменьшении завихрений в потоке проходящей через них промывочной жидкости, вследствие чего заметно снижается аномальный износ в набегающей части секторов матрицы, который наблюдается при бурении сильно абразивных пород. Однако изготовление коронок с косыми промывочными каналами сдерживается возможностями технологического процесса и удорожает производство коронок.

Важным элементом промывочной системы коронки является совокупность каналов, образующихся при соприкосновении алмазов коронки с забоем скважины. При этом главную роль играет величина выступа алмазов из тела матрицы. Наиболее эффективной будет очистка забоя при использовании коронок, у которых алмазы выступают из матрицы настолько, что при бурении обеспечивается свободный проход шлама между матрицей и забоем, несмотря на внедрение алмазов в породу. В импрегнированных коронках, а также в некоторых конструкциях однослойных коронок это условие обеспечивается за счет обнажения алмазов в результате преимущественного износа материала матрицы.

Первоначальное обнажение алмазов в таких коронках достигается путем их заточки (на абразиве, электрохимическим способом) после изготовления. Наилучшие результаты дает изготовление коронок по специальной технологии, обеспечивающей определенный, заранее заданный выпуск алмазов из матрицы, или электрохимическая размерная заточка.

ВИТРом экспериментально установлены следующие рациональные выступы торцевых алмазов из матрицы в зависимости от их размеров:

выступ подрезных алмазов из матрицы обычно равен 0,1-0,2 мм. В настоящее время с заданным выступом объемных и подрезных алмазов изготавливаются коронки типов 04A3, 07A3, 15АЗ, 16АЗ, А4ДП и пр.

Зазор между стенкой скважины и наружной поверхностью корпуса коронки, а также зазор между керном и внутренней поверхностью корпуса — важные части промывочной системы коронки. Различия в конструкции промывочной системы алмазных коронок существенным образом определяют их специализированное назначение.

КЛАССИФИКАЦИЯ И ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОМЫВОЧНЫХ СИСТЕМ АЛМАЗНЫХ КОРОНОК
Форма промывочных каналов Характеристика промывочной системы Тип алмазных коронок Число промывочных каналов (диаметр коронки, мм)
Прямые Промывочная система образована каналами в матрице и зазорами между гладкими поверхностями матрицы, керном (внутри коронки) и стенками скважины (снаружи). Применяется в коронках для бурения твердых и очень твердых пород, монолитных и слабо трещиноватых, любой степени абразивности, образующих мелкодисперсный шлам А; И (например, 01 A3; 02ИЗ и др.) 2(36) 4(46) 4(59) 6(76) 8(93) 9(112)
Прямые То же, при увеличенном числе промывочных каналов. Применяется в коронках для бурения твердых абразивных пород, образующих крупный шлам И (например БС; 02И4Г, И4ДП и др.) 6-8(59) 8-10(76)
Прямые Промывочная система образована промывочными каналами, проходами между ребрами на внутренней и наружной боковых поверхностях матрицы, а также проходами между выступающими торцевыми алмазами. Применяется в коронках для бурения средней твердости и твердых горных пород, монолитных, мало- и среднеабразивных, образующих как мелкий, так и сравнительно крупный шлам А (например, 04АЗ; 07АЗ; А4ДП и др.) 4(46) 4-5(59) 6-8(76) 10(93)
Прямые или косые Развитая промывочная система, образованная большим числом промывочных каналов, придающих матрице коронки многосекторный (зубчатый) вид. Применяется в коронках для бурения мягких и средней твердости пород, пластичных, образующих налипающий шлам А (например, 15АЗ, 16АЗ) 16-18(59) 20-24(76) 24-30(93)
Прямые или косые Промывочная система, имеющая специальные сверления, соединяющие внутреннюю полость коронки с промывочными каналами и выводящие очистной агент (жидкость, воздух) под торец матрицы. Применяется в коронках для бурения с двойными колонковыми трубами в сложных геологических условиях (сильнотрещиноватые, разрушенные, раздробленные породы) А; И (например, КДТ-Э; КТД-О) КАСК-ОЦ 6-12(59) 8-14(76)
Прямые или косые Очистная система, помимо каналов и проходов в ребристой боковой поверхности матрицы, имеет специальные отверстия (сверления), расположенные перпендикулярно к оси коронки в зоне контакта корпуса и матрицы. Применяется в коронках для бурения скважин с продувкой воздухом А 6(46) 8(59) 10(76)

Примечание: А — однослойные; И -импрегнированные алмазные коронки.





×




×
Scroll Up