тел./факс: +7 (499) 317 3136
+7 (499) 110 3153
+7 (985) 760 5932

Геологоразведочный и буровой инструмент

от компании «БИНУР-ТЕХНО»

Синтетические сверхтвердые материалы

Одно из перспективных направлений совершенствования буровых коронок — использование в качестве режущих элементов синтетических сверхтвердых материалов.

Синтетические поликристаллические алмазы АСПК, синтез которых осуществлен в ИФВД АН СССР, представляют собой плотные поликристаллические образования с однородной мелкозернистой структурой. Их получают из графита при синтезе в присутствии металлорастворителей. Выпускаются алмазы в виде цилиндров диаметром 2, 3 и 4 мм, длиной до 4 мм. Подобно всем поликри-сталлическим материалам прочность АСПК с увеличением размеров снижается меньше, чем прочность природных монокристаллических алмазов.

По динамической прочности, определенной на установке избирательного дробления УДА-2, синтетические алмазы АСПК в ряде случаев превосходят природные монокристаллические.

Преимущество синтетических алмазов по сопротивлению ударным нагрузкам растет с увеличением размеров сравниваемых материалов.

Исследования термостойкости синтетических алмазов показали, что основным фактором, определяющим и ограничивающим их термостойкость в условиях свободного прокаливания при атмосферном давлении, является образование при температурах 600—700°С многочисленных трещин под влиянием термических напряжений. При прокаливании в условиях всестороннего высокого давления растрескивание прекращается и их термостойкость, равно как и термостойкость природных алмазов, ограничивается лишь процессом графитизации. Графитизация, а вместе с ней и резкое падение прочности в условиях контакта с порошковой смесью BK15+Ni при атмосферном давлении и 5-минутной выдержке заметно проявляется у АСПК при 950—1000°С. В отличии от графитизации монокристаллических алмазов, развивающейся с поверхности, графитизация поликристаллических алмазов носит объемный характер, что объясняет высокую ее интенсивность. При этом примеси способствуют обратному переходу алмаза в графит и определяют значительное снижение температуры их графитизации по сравнению с природными алмазами. С повышением давления при прокаливании АСПК возрастает их термостойкость.

Синтетические алмазы поликристаллического строения СВСП представляют собой цилиндрические зерна размером 4x4 мм, массой 0,6—6.8 кар. имеют светло-серый цвет; могут поставляться в дробленом виде (АРСЗ, АРС4). Благодаря повышенной термостойкости СВСП может использоваться для оснащения буровых коронок, изготавливаемых по обычной технологии методом спекания матрицы. Износостойкость СВСП не уступает этому показателю у природных алмазов.

Синтетические монокристаллические алмазы выпускаются следующих марок: АСО, АСР. АСВ. АСК и АС. В буровом импрегнированном инструменте используют алмазы, обладающие прочностью, близкой к прочности природных алмазов, и имеющие размеры зерен 1 мм; микротвердость АС составляет 80— 100 тыс. МПа. Для оснащения буровых коронок используют алмазы марки ACT-125, АСТ-160, синтезируемые в ИСМ НАН Украины. В инструментах западных фирм используют алмазы марки SDA-100S, SDA-100' («Де Бирс») и MSD, MBS («Дженерал электрик»), В табл. 2.21 приведены данные об изменении показателя прочности порошков синтетического и природного алмазов после термообработки при температуре 1473 К.

Славутич — сверхтвердый материал, разработанный ИСМ НАН Украины, уступает природным алмазам по износостойкости, но превосходит их по прочности. Изготавливается в виде штабиков или пластин любой формы. Этот материал широко применяется для армирования долот, предназначенных для глубокого бурения скважин на нефть и газ, труб бурильных, а также для правящего инструмента.

Эльбор — разновидность кубического нитрида бора (КНБ), выпускается АО «Абразивный завод Ильич» (г.Санкт-Петербург). Для породоразрушающего инструмента используется эльбор-Р в виде цилиндрических заготовок диаметром 4 мм, высотой 5 мм и массой 0,8 кар.

назад     Все статьи о бурении и буровом инструменте     далее


–ейтинг@Mail.ru