КРУПНОСТЬ АЛМАЗОВ
Алмазы, расположенные в матрице, по своему назначению разделяются на объемные и подрезные. Объемные, алмазы располагаются как на торце матрицы, так и внутри нее и выполняют роль породоразрушающих резцов. Они разрушают горную породу на забое и обеспечивают его уг — лубку. Подрезные алмазы размещаются на боковых поверхностях матрицы с внутренней и наружной сторон. Внутренние подрезные алмазы обрабатывают керн и обеспечивают его свободный проход в керноприемную трубу. Наружные подрезные алмазы калибруют стенки скважины. Размер алмазов, установленных в матрице, определяет эффективность работы алмазной коронки. Обычно подбирают величину алмазов в зависимости от физико-механических свойств горных пород и прежде всего от ее твердости, а также от зернистости породообразующих минералов. Более крупные алмазы применяют в плотных, менее крепких породах. Мелкие алмазы используют для армирования импрегнированных коронок, которые применяют в абразивных, крепких и трещиноватых породах. Для армирования алмазных коронок используют в основном мелкие алмазы, поэтому их зернистость оценивают в штуках, приходящихся на один карат массы. В породах средней твердости (VI-VIII категорий по буримости) наилучшие результаты показывают коронки, армированные алмазами с зернистостью от 2-5 до 10-20 пгг/кар; в твердых породах (ЛИ-Х категорий по буримости) целесообразно использовать коронки с алмазами зернистостью от 20-30 до 150-400 пгг/кар.
Зернистость алмазов в коронке зависит от их положения в матрице. Подрезные алмазы обычно крупнее объемных. Места перехода от торцовой части коронки к боковой армируются более крупными алмазами.
Ниже приведены данные о зернистости алмазов для армирования коронок.
Взаимосвязь зернистости и размеров алмазных зерен
Зернистость алмазов,
шт/кар…………………………. 2-5 5-10 10-20 20-30 30-40 40-60
Средний линейный размер, мм 3,3-4,0 2,5-3,3 1,8-2,5 1,5-1,8 1,3-1,5 1,1-1,3
Зернистость алмазов,
игг/кар………………………… 60-90 90-120 120-200 200-300 300-400 400-600
Средний линейный размер, мм 1,0-1,1 0,9-1,0 0,8-0,9 0,7-0,8 0,6-0,7 0,5-0,6
Насыщенность коронки алмазами определяется числом камней на 1 см2 рабочей площади торца в рабочем слое. С увеличением насыщенности повышается число, алмазов, одновременно разрушающих породу, а следовательно, увеличиваются механическая скорость бурения и проходка на коронку. При недостаточной насыщенности алмазы перегружаются, а матрица слабо защищена алмазами от изнашивания. Это влияет на эффективность разрушения горных пород. При высокой насыщенности матрицы алмазами ее механическая прочность ослаблена алмазами, и алмазы могут преждевременно выпасть из матрицы. При определении насыщенности учитывают допустимую нагрузку на алмазы, исходя из их прочности. Насыщенность возрастает с увеличением зернистости алмазов.