Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

Классификация технических алмазов

Следует иметь в виду, что из всех видов алмазного инструмента, применяемого в промышленности, алмазная Буровая коронка Работает в наиболее тяжелых условиях. Это объясняется неоднородностью свойств разбуриваемых горных пород, наличием сложного сочетания знакопеременных нагрузок, характер которых в условиях забоя скважин мало изучен, и, самое главное, отсутствием постоянного оперативного контроля за состоянием режущей части коронки. Поэтому правильный выбор качества алмазов, используемых для армирования матрицы, существенно влияет на работоспособность Алмазного породоразрушающего инструмента.

Выбор алмазов

Выбор алмазов необходимого качества определяется Физико-механическими свойствами горных пород, в первую очередь, твердостью, абразивностью, трещиноватостью и вязкостью породы. В настоящее время существует несколько классификаций технических алмазов, применяемых для оснащения породоразрушающего инструмента.

Классификационные признаки

Основными классификационными признаками алмазов по системе «SITY» являются:

· размерность

· форма и степень искажения формы

· характер поверхности граней

· дефектность (качество)

· цвет

Размерность алмазов Размерность алмазов характеризуется условными ситовыми классами, весовыми группами в грейнерах и весовыми группами в каратах.

Форма и степень искажения алмазов

По форме алмазы подразделяются на целые кристаллы и их обломки, двойники и их обломки, сростки кристаллов.

Степень искажения формы алмазов Характеризуется отношением максимально различных размеров по осям симметрии третьего порядка или по осям наибольшего искажения. В зависимости от степени искажения формы алмазы относятся к той или иной основной позиции (подгруппе).

Степень искажения формы определяется образцами. Характер поверхности граней алмазов (рельефность) классифицируется по наличию и степени проявления различных внешних морфологических особенностей и определяется по образцам. В зависимости от характера поверхности граней алмазы относятся к той или иной основной позиции (подгруппе). Каждая основная позиция (подгруппа) подразделяется на позиции дефектности (качества) и позиции цвета. Сортировка алмазов по качеству и цвету производится в соответствии с утвержденными образцами. На работоспособность алмазной коронки большое влияние оказывает размерность алмазов, которая определяется по числу зерен, приходящихся на 1 кар., т. е. числом близких по размеру камней, входящих в навеску, равную 1 кар. Таблица 14

Таблица 14-Соотношение размерностей алмазов

Зернистость алмазных порошков по стандартам России, США, Англии и Германии, применяемых для оснащения Алмазного инструмента, приведена в Таблице15

Таблица 15-Зернистость алмазных порошков по различным стандартам

 Примечание. В числителе — наибольший размер зерен основной фракции, в знаменателе наименьший размер зерен основной фракции.

Размер объемных и подрезных алмазов, закладываемых в коронку, определяется структурой горной породы и ее твердостью. Установлено, что максимальная скорость бурения достигается тогда, когда в процессе разрушения горной породы образуются крупные частицы шлама. Поэтому величина алмазов в коронке должна быть такой, чтобы отделять от забоя частицы породы по возможности более крупных размеров и одновременно обеспечивать достаточный зазор между матрицей коронки и породой забоя для выноса отдельных частиц породы промывочной жидкостью из-под торца коронки без их дополнительного переизмельчения. Таким образом, чем больше выступающая из матрицы часть алмазов соответствует частице, которую предстоит отделить от породы, тем лучше будет работать коронка. Поэтому для бурения в мягких крупнозернистых породах следует выбирать коронки, армированные более крупными зернами алмазов, а в мелко — и тонкозернистых породах — мелкими зернами. Таблица 16

Таблица 16- Размеры алмазного зерна и порошков

Величина алмазов Должна соответствовать твердости горной породы. Чем тверже порода, тем более мелкие зерна алмазов следует использовать для ее бурения.
В породах VI-VIII категории по буримости, как правило, применяют коронки с алмазами размером 20-12 шт/кар.
В породах VIII-IX категорий — 60-20 шт/кар.
В породах IX-X категорий-150-60 шт/кар. 
В очень твердых породах XI-XII категорий — 600-150 шт/кар. и более.

Для повышения качества низкосортных алмазов разработан ряд технологических процессов.
Путем искусственной обработки кристаллам алмаза Рисунок 41 придают изометричную и овальную форму, отбраковывают трещиноватые и дефектные камни, полируют поверхность ранее обработанных или естественных кристаллов, металлизуют зерна алмазов путем нанесения на их поверхность металлических покрытий (никель, титан, вольфрам и др.), повышают прочность алмазов путем снятия внутренних напряжений в кристаллах при нагревании их в инертной среде и др.

Рисунок 41- Основные формы кристаллов алмаза

А — куб; б — октаэдр; в — ромбододекаэдр; кривогранные кристаллы: г — гексаэдроид; д — октаэдроид; е — додекаэдроид.

 Избирательное дробление низкосортных алмазов проводится для придания кристаллам  изометрической формы и устранения трещиноватых и дефектных алмазов. Дефектные зерна дробятся преимущественно по направлению трещин, по включениям, по зонам внутренних напряжений. Алмазы, обработанные методом избирательного дробления, используются при изготовлении буровых коронок в качестве объемных алмазов.

Овализация низкосортных алмазов проводится с целью получения зерна овальной изометрической формы и разрушения трещиноватых и дефектных алмазов.
В процессе обработки алмазы раскалываются, острые углы и вершины кристаллов  притупляются;  алмазы  получают округлую форму,  их  прочность повышается. При длительной обработке можно получить алмазы практически шаровой формы. При кратковременной — слегка округленной формы. Поверхность овализованных алмазов — матовая, шероховатая. При изготовлении коронок овализованные алмазы используются в качестве подрезных.

Комментарии запрещены.