Свойства алмазов, применяемых при бурении.
Для оснащения буровых коронок, долот и расширителей применяют природные и синтетические алмазы. Их эксплуатационные свойства при бурении скважин условно называют «буровыми» свойствами. Буровые свойства оценивают по ресурсу инструмента, механической скорости бурения и удельному расходу алмазов на 1 м скважины. Как правило, сравнение свойств алмазов проводят в аналогичных геолого-технических условиях при одинаковой конструкции алмазных коронок и сопоставимых размерах алмазных зерен.
По своему функциональному назначению алмазы в коронке подразделяются на объемные (торцевые) и подрезные.
Объемные алмазы равномерно распределяются в матрице буровой коронки или в ее поверхностном слое (по определенной схеме) и выполняют работу по разрушению горной породы на забое скважины.
Подрезные алмазы располагаются на наружной и внутренней боковых поверхностях матрицы и предназначены для защиты корпуса коронок от преждевременного бокового износа и калибрования стенок скважины.
Природные алмазы, используемые для оснащения объемного и подрезного слоев коронок, долот и расширителей, производимых в России и странах СНГ, различаются по качеству и размерам.
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 по-родоразрушающего инструмента.
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. К ним относятся: технические условия ТУ 47-12—88 «Сырье алмазное для многокристального инструмента» (табл. 2.1); классификация Акционерной компании «Алмазы России—Саха» (табл. 2.2); международная классификация по системе «SITY» (классификатор К 47-01—92 «Алмазы природные»).
[Примечания: 1. Алмазы подгрупп «а» «а-1» с искажениями 1.3 1.5 не должны составлять более 50%, с искажением 1,5—2,0 — не более 5%: «6» с искажением 1.5—2.0 не более 5%. 2. Алмазы подгрупп «а-2», «а-4». «а-5». «а-6». ка-7» с искажением 1,5 — 2.0 не должны составлять более 50%, с искажением 2,0—3,0 для размерностей 90—12 шт/кар — 3%; 120—90 шт/кар — 8%: для ситовых классов — 0.6 мм и мельче — 15% 3. Алмазы подгрупп «6-1», «6-2» с искажением 2,0—3,0 не должны составлять более 5%. 4. Количество алмазов светлых и окрашенных в подгруппах «а», «а-1», «а-2» определяется утвержденными в установленном порядке образцами. 5. Содержание алмазов в подгр>ппе «а» с незначительными дефектами, в подгруппе «а-1» с небольшими дефектами не должно составлять более 50%; (процентное содержание дефектных алмазов может быть скорректировано по согласованию сторон после установления фактического содержания по результатам сортировки контрольных партий). 6. Содержание алмазов графитизированиых, пористых, рыхлых и сильно трещиноватых в подгруппе «а-2» для ситовых классов — 0,74-0,5 мм — не более 15%; для —1,0+0,7 мм — не более 10%; в подгруппах «а-4», «а-5» для ситовых классов —0,8+0,4 мм — не более 15%.]
Основными классификационными признаками алмазов по системе «SITY» являются: размерность, форма и степень искажения формы, характер поверхности граней, дефектность (качество), цвет.
Размерность алмазов характеризуется условными ситовыми классами, весовыми группами в грейнерах и весовыми группами в каратах. В зависимости от размера алмазы классифицируются на пять основных размерно-весовых групп: —9; +9; +11-ЗГР; 4-6ГР; +1,8 КАР.
Каждая основная размерно-весовая группа имеет свой диапазон размерностей, приведенных в табл. 2.3. В каждой размерно-весовой группе алмазы характеризуются классификационными признаками: формой; степенью искажения формы; характером поверхности граней.
Telegram-канал