Informații generale
Forajul diamantat se caracterizează prin următoarele:
- sondele sunt forate cu coroane cu diametru mic;
- Gropile pot fi forate la orice orizont la orizont;
- viteze mari de rotație ale coroanei diamantate și rezistența ridicată la uzură;
- mașinile de găurit cu diamant de mică adâncime sunt caracterizate de viteză mare, greutate redusă.
Cele mai adânci sonde de diametru mic (Africa de Sud, adâncime 4295 m, d = 46 mm) au fost forate cu foraj diamantat.
Diamante, proprietățile și aplicarea lor
Diamond este un mineral format din carbon pur. Diamond în duritate este superior tuturor substanțelor naturale și artificiale. Pe scara Mohs, duritatea sa este de 10, iar duritatea sa absolută este de multe ori mai mare decât duritatea corundului. Potrivit lui Razival, abilitatea abraziva a unui diamant este de 90 de ori mai mare decat cea a corundului. Greutatea volumului diamantelor variază între 3,1 și 3,54. Greutatea sa specifică este de 3,5-3,6.
Greutatea diamantului este măsurată în carate (0,2 g). Există două tipuri principale de diamante - bijuterii și tehnice. Bijuterii diamante de apă pură după fațete artificiale sunt numite diamante.
Există următoarele grade de diamante tehnice.
Bort (sinonim cu partea). Aceste diamante includ cristale neregulate, splice și agregate radiante sferice. Partile sunt fragile. În cea mai mare parte sunt pictate în galben, maro și gri. Greutatea specifică a laturilor este de 3,5 - 3,6.
Ballasurile sunt un fel de bile, dar au o formă sferică și o structură radiantă. De obicei, partea centrală a acestora are o structură gros-cristalină, iar cochilia - o structură cu granulație fină și duritate mărită. Ballas are o greutate specifică de 3,5.
Carbonado (carbonați, diamante negre) sunt agregate opace, cu granulație fină, de formă ovală, cu diamant strălucitor; ele sunt vopsite în culori închise: gri, negru și mai puțin verde. Aceste diamante tehnice au cea mai mică fragilitate.
Greutatea carbonului variază între 3,1 și 3,45. Carbonado cu o greutate în vrac mai mică de 3,2 poroase și abrazive repede. Carbonado cu o densitate în vrac mai mare de 3,45 sunt deja tranzitorii la granulație grosieră, mai fragilă.
Pentru fabricarea coroanelor diamante la 1928 - 1935 gg. au folosit în principal carbonați mari, cântărind între 1 și 2 carate, care au fost cusute manual în coroane.
Datorită costului ridicat al carbonului, în zilele noastre, pentru găurirea cu diamant, sunt folosite plăci, în cea mai mare parte cele mici.
Prin urmare, coroane, consolidate cu o latură mică, sunt numite diamante mici, ele sunt fabricate în mod fabricat.
În prezent, în practica de foraj interne, atât acasă și în străinătate, în instrumentul de foraj în afară de diamante naturale brute sunt folosite ca diamantele de calitate inferioară, care sunt supuse corespunzătoare tipurilor mecanice, termice și alte forme de tratament pentru a crește rezistența lor mecanică. Când diamant de îndepărtare a cernelii să acorde o mare atenție la eliminarea tensiunilor interne cu lustruire ulterioare ovalizare diamant.
Trebuie subliniat faptul că în prezent industria internă produce volume mari de diamante sintetice utilizate pe scară largă în industria de construcții și instrumente ca material abraziv. Experimentele efectuate cu privire la utilizarea diamantelor sintetice mari pentru consolidarea coroanelor oferă rezultate încurajatoare.
Producția unui aliaj de borazonă super-dur, cu duritate foarte mare, a fost stăpânită. Pot rezista la temperaturi de peste 1900 ° (diamantul arde la o temperatură a oxigenului de 900 ° C).
Coroane de diamant și aplicarea lor
Coroanele de diamant sunt împărțite în două tipuri principale:
- coroane solide pentru găurirea non-core (diamante);
- inele de coroană care fortează miezul.
Pentru producția de coroane bezkernovye bilele de diamante alese cu grijă cântărire de la V10 la V40 carate sunt utilizate.
Avantajul coroanelor fără coroană este acela de a permite găurirea unei adâncimi de câteva zeci de metri într-o singură călătorie (instrumentul este extras numai după finalizarea puțului).
Coroanele din inel de diamant nu permit să se utilizeze toate avantajele forării la viteze mari de rotație, deoarece vibrația rezultată duce la auto-strângerea frecventă a miezului.
Conform metodei de distribuție a diamantelor la capătul de lucru, coroanele sunt împărțite în:
Monostrat și multistrat armat coroana de diamante bord granulatie 5 până la 60 buc. pentru 1 carat. În practica americană pietriș diamant la 5 la 20 până la 1 pietre carate de biți pentru foraj de rocă armate nu sunt deosebit de greu, diamant gran 25 până la 40 de pietre per carat - pentru găurit rocă dură, diamant pietriș de peste 50 buc. pentru coroane armate cu 1 carat pentru găurirea unor roci abrazive puternice. 8 - 10 carate de diamante sunt introduse într-o coroană cu un diametru de 46 mm. In coroane monostrat diamantele sunt distribuite la sfârșitul anului de lucru al bitului, astfel încât inserat într-o matrice de granule de diamant furnizate ravnostoykost final al coroanei de lucru. În funcție de diametrul coroanei și mărimea boabelor de diamant aranjate în coroanele ultimul capăt șase, șapte și nouă rânduri, astfel încât fiecare canelură inelară, diamant burghiu din fundul puțului suprapus de cel puțin patru granule de diamant. Aproximativ 60% din diamantele sunt fixate la capătul de lucru al coroanei, și 40% lateral (Scoring) - pentru calibrarea peretelui foraj și miez. Ca scoruri diamante, se folosesc diamante de gradul I sau ovalizate. Cerealele de diamante ar trebui încărcate într-o matrice de 70 până la 75%; în timp ce matricea aliajului, trebuie să adere ferm la granulele de diamant.
În coroanele cu mai multe straturi, granulele de diamant dintr-un strat sunt plasate în spațiile dintre granulele straturilor adiacente.
Au fost găsite mijloace de creștere a rezistenței la uzură a coroanelor diamante cu un singur strat. Faptul este că este posibil să se găsească acele fețe de diamante care sunt cele mai dure și, prin urmare, potrivite pentru a fi utilizate ca tăietori.
Prin urmare, diamantul poate fi setat la L și întărit în coroana, astfel încât cel mai mare cristal de diamant vector duritate având forma de dodecahedrons rombice, octaedrii și cuburi sunt orientate în direcția de tăiere rocă cu un unghi negativ de aproximativ 15 °.
Coroanele cu diamante orientate se uzează mult mai lent și permit găurirea la o viteză mecanică mai mare.
De o mare importanță pentru viteza de găurire și durabilitatea de biți de diamant sunt pasaje fluide în coroanele finale de lucru destinate pentru trecerea de răcire diamante de apă și spălare butași din partea de jos.
Coroanele impregnate sunt echipate cu diamante mai fine, cu granulație de 80 până la 200 de bucăți. per carat. În coroanele impregnate, granulele fine de diamante trebuie distribuite uniform în aliajul de ciment, de-a lungul întregii înălțimi a matricei inelare. Concentrația diamantelor este de la 1,5 până la 2,0 carate la 1 mm din înălțimea matricei care conține diamante.
Calitatea diamantelor pentru coroane impregnate este mai puțin importantă decât pentru coroanele cu un singur strat. Prin urmare, diamante ieftine impregnate sunt adesea folosite pentru coroane impregnate.
Amortizarea impregnat biți depinde de calitatea matricei sale: cu atat mai greu matricea, cea mai mică consumul de diamante, coroana mai mult de lucru, dar mai puțin viteza de foraj.
Coroanele impregnate cu o matrice solidă sunt utile pentru forarea rocilor abrazive; acești biți în timpul forării formațiuni abrazive de auto-ascuti, dar zashlifovyvayut și trebuie să fie ascuțit periodic în timpul forării de roci dure abrazive reduse prin sablare.
Diamond-matrice este fie turnate din aliaje cu un punct de topire relativ scăzut sau se prepară prin metalurgia pulberilor. Pentru prepararea matricelor utilizate beriliu bronz, aliaj de tungsten-cupru-aluminiu, aliaj de tungsten carbură de cobalt și altele. Experimentele efectuate cu privire la utilizarea matricelor de plastic și cauciuc. În străinătate acordă o atenție specială alegerii matricelor materiale. Mai des, matricea este produsă prin metalurgia pulberilor. Cu cât piatra este mai abrazivă, coroana trebuie să aibă o matrice mai rezistentă la uzură.
Aliajul matricei ar trebui:
- Pentru a avea o conductivitate termică ridicată pentru a promova eliminarea rapidă a căldurii de la capătul coroanei în timpul forării;
- ferm aderă la boabele de diamant, care se datorează unor valori similare ale coeficienților de extindere a materialului matricei și a boabelor de diamant;
- pentru a forma pentru scurt timp la o temperatură care exclude grafitizarea diamantelor.
Tehnica forajului cu diamant
Coroanele de diamant au un diametru mic, astfel încât țevile de găurit trebuie să aibă conexiuni de prindere.
Pentru barele cu diametrul de 36 și 46 mm se folosesc tije cu diametrul de 33,5 și, respectiv, 42 mm; pentru coroane de 59 și 76 mm în diametru de 50 mm.
Coroana, tubul principal, adaptorul și barele inferioare trebuie să fie coaxiale și drepte. Când se fortează roci puternice între coroană și conducta de bază, este necesar să se includă un dilatator diamant pentru calibrarea cilindrului. Acest lucru va reduce timpul de perforare a găurii și va crește capacitatea de lucru a coroanei diamante.
Pentru a contracara îndoirea puțului, se recomandă instalarea unui al doilea expander diamant între conducta de bază și adaptor.
În timpul forării, diamantul la coroana redus diametrul exterior și crește diametrul interior. În consecință, diametrul miezului crește de asemenea. Deci, înainte de a rula în bine un nou, coroana din puțul de foraj încă nu lucrează la locul de muncă, trebuie să treacă mai întâi bit pentru a distruge miezul rămas. Dacă nu efectueze o astfel de operațiune, diamantele interne coroana pot fi distruse de un miez. La găurirea cu coroane fără coroană, această operație dispare.
Uneltele cu un diamant ar trebui să fie coborâtă fără a sufla sau a lovit, pentru a nu deteriora diamantul. Noua coroană de lucru ar trebui să fie coborâtă foarte atent, în timpul coborârii, pentru a observa dacă noua coroană este fixată în gaura de foraj îndoită. Dacă coroana este ciupită, este necesar să o ridicați și să procedați la plictisirea fântânii - în caz contrar este posibil să zdrobiți diamantele exterioare. Coroana pe fata trebuie plasata cu grijă, fără a suferi ciocniri sau lovituri.
Conform practicii internaționale, coroane de foraj melkoalmaznymi diametru de 46 mm și 36 poate fi efectuată la 750-1500 rot / min. La viteze mari coloana de foraj poate fi foarte vybrirovat care reduce rezistența coroanei de diamant. Pentru a reduce țeava de foraj vibrație lubrifiat exterior compoziție groasă special care conține colofoniu, NIGROL, grăsimi animale și altele. Odată cu creșterea rezistenței și abrazivitatea a numărului de biți rocă de rotații este redus. Cu găuri adânci, viteza de rotație este redusă la 150 - 250 rpm.
Când se fixează o coroană nouă pe față, se dă mai întâi o forță axială mică (150-200 kg) și o viteză redusă de rotație; Pe măsură ce diamantele sunt adăugate la coroană în decurs de 10 până la 15 minute, încărcătura pe coroană și numărul de rotații îl măresc la normal. Forța axială pe coroană este adesea ajustată la 600 - 800 kg.
Găurirea nu se efectuează până când coroana este complet uzată, iar când viteza de găurire este redusă la 2 până la 3 cm / min, aceasta se schimbă.
Spălarea în foraj diamant ar trebui să asigure o răcire bună a diamantelor, deoarece acestea se deteriorează cu încălzire puternică. Viteza debitului din amonte între șirul de tije și pereții puțului trebuie să fie de cel puțin 0,6 - 0,8 m / sec.
Când tubul de bază este umplut cu un miez, scula este ridicată. Pentru a face acest lucru, un nucleu este plasat pe coroana, care rupe miezul de pe fata. Coroana ridicată este slăbită și inspectată. Miezul din tubul de bază este extras. Coroana diamantată trebuie înlocuită în următoarele cazuri:
- deteriorarea mecanică a coroanei;
- apariția coroanelor circulare pe fața de capăt a coroanei datorită absenței suprapunerii totale a capătului de lucru cu diamante;
- denudarea puternică a diamantelor;
- Coroana poartă în diametru.
Coroanele de diamant uzate sunt trimise la instalația în care matricea este dizolvată în acizii corespunzători, iar diamantele potrivite pentru forare sunt recuperate, care sunt folosite din nou în coroane.
La găurirea cu coroane de diamant intern, viteza de rotație este de obicei luată în intervalul 250-450 rpm. Încărcarea axială este luată de la calculul de la 40 la 60 kg pe 1 cm2 din capătul de lucru al coroanei, în funcție de saturația feței de capăt a coroanei diamante cu diamante.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: