9.5.2. Изготовление резцов атп

Собственно алмазно-твердосплавные резцы, имеющие торговую марку Stratapax^R, изготавливают по следующей технологии. Алмазный порошок засыпается в форму из тугоплавкого материала, на порошок по­мещается твердосплавная подложка, форма герметизируется и помещается в нагревательную печь.

Заготовка нагревается до 1400° при давле­нии 80000 атм. При этом происходит перекристаллизация алмазов, а ко­бальт из твердого сплава диффундирует в алмазный порошок, обеспе­чивая соединение алмазов в единое целое, и алмазного слоя с подклад­кой. После прессования резец доводится до необходимых размеров.

На­личие кобальта понижает термостойкость резца, так как коэффициент объемного расширения кобальта выше, чему алмазов, и при температу­ре 700°С алмазный слой начинает разрушаться. Дополнительная хими­ческая обработка резцов повышает их термостойкость до 1150° С. Тол­щина алмазного слоя колеблется в пределах от 0,6 до 4 мм.

Для более прочного соединения «твердый сплав - алмазный слой» торец подложки делается ячеистым, или с концентрическими кольцевыми проточками. Размеры резцов колеблются в широких пределах, а их форма может быть различна, что обеспечивает рациональную их работу в конкретных условиях (твердость и абразивность пород).

9.5.3. Геометрия долот pdс

Существенное влияние на область применения долот оказывает профиль торца долота. Для профиля выделяются следующие элементы (рис.2.): конус 1, торцевая поверхность (нос) 2, плечо или наружный конус 3, калибрующая поверхность 4, радиус «носа» R, расстояние от оси долота до торца инструмента L.

По углу открытия 5 долота различаются с глубоким (-90°) и мелким (-150°) конусом. В первом случае обеспечивается высокая стабильность долота, на поверхности конуса можно установить большое количество резцов, но ухудшается возможность очистки забоя от шлама и управление ис­кривлением ствола. Долота с мелким конусом лишены этих недостат­ков, но вероятно появление вибрации инструмента (снижение стабиль­ности) в процессе бурения.

Рис. 2. Профиль торца долота PDC

При бурении мягких абразивных пород «нос» долота должен иметь малый радиус, и близко расположен к оси. В крепких породах более эф­фективен больший радиус «носа».

Посадка самого резца в корпусе долота также оказывает сущест­венное влияние на эффективность разрушения породы. Обратный (задний) угол резания резца α (рис. 3.) принимается в пределах от 5 до 10° в долотах для очень мягких пород, 15° - для мягких пород, 20° - универсален, эф­фективен в абразивных породах, 30° - в крепких породах.

Рис. 3. Обратный (задний) угол резания резца Stratapax

9.5.4. Технико-технологические характеристики отечественного породоразрушающего инструмента режуще-скалывающего действия с импортными алмазно-твердосплавными пластинами

Ниже (таблицы 1, 2, 3) приведены некоторые технико-технологические характеристики отечественного породоразрушающего инструмента режуще-скалывающего действия с импортными алмазно-твердосплавными пластинами – производство заводов «Удмуртские долота» и «Буринтех»:

Таблица 1.

Технические характеристики лопастных долот типа «У» СП ЗАО «Удмуртские долота»

Показатель	У123 ST45	У215,9 ST-67
Номинальный диаметр долота, мм	123	215.9
Высота, мм	190	290
Число лопастей	6	6
Тип присоединительной резьбы	3-76	3-117
Диаметр вставного резца, мм	13	19
Число резцов	24	35
Число промывочных отверстий	3	4/2*
Рекомендуемые параметры режима бурения
Расход бурового раствора, л/с	8-10	2540
Нагрузка на долото, тс	1-8	6-25
Частота вращения долота, об/мин	60-180	60-220
Перепад давления в насадках, МПа	8-12	10-15
* В долоте установлены 4 сменные и 2 запрессованные гидромониторные насадки

Таблица 2.

Технические характеристика бицентрических долот СП ЗАО «Удмуртские долота»

Показатель	yi20,6xl42,8SR-544	E215.9x240SR-544
Номинальный диа­метр/расширителя, мм	95x142,8	155/240
Высота, мм	355	395
Число лопастей (пи­лот/расширитель)	3/4	6/10
Тип присоединительной резьбы	3-76	3-117
Диаметр вставного резца, мм	13	13
Число резцов (пи­лот/расширитель)	14/13	37/37
Число промывочных от­верстий (пи­лот/расширитель)	2 (пост)/2 (пост)	4 (смен)/4 (пост)
Рекомендуемые параметры режима бурения
Расход бурового раство­ра, л/с	12-18	2540
Нагрузка на долото, тс	1-8	1-16
Частота вращения доло­та, об/мин	60-140	60-180
Перепад давления в на­садках, МПа	8-12	8-15

Таблица 3.

Технические характеристики долот PDC, выпускаемые ООО НПО «Буринтех»

Параметры	Типы долот
	БИТ 214,ЗМ4	БИТ 214,ЗМ5	БИТ 215,9С9
Наружный диаметр, мм	214,3	214,3	215,9
Количество резцов	17	32	58
Количество промы­вочных отверстий, мм	2x13,2x9	1x13, 1x11, 1x9	4x16
Присоединительная резьба	3-117	3-117	3-117
Частота вращения, об/мин	90-150	90400	60-200
Нагрузка, т	0,5-8	0,8-8	4-8
Расход промывочной жидкости, л/сек.	25-45	25-45	30-36

ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ОТБОРА КЕРНА

(БУРИЛЬНЫЕ ГОЛОВКИ)

ЛЕКЦИЯ 10