Алмазные долота
Алмазные долота предназначены для бурения неабразивных пород средней твердости и твердых. Эти долота не имеют вращающихся частей.
Алмазное долото состоит из стального корпуса с присоединительной резьбовой головкой и алмазонесущей головки – матрицы.
Алмазонесущую головку изготавливают методом прессования и спекания. В пресс-форму засыпают твердо-сплавной порошкообразный материал. Алмазы укладываются по определенной схеме. Корпус алмазного долота выполняется из конструкционной углеродистой стали с содержанием углерода 0,35-0,4%. Рабочая фасонная поверхность (матрица) выполнена из порошкообразного или зернистого твердого сплава, пропитанного твердым припоем, и спаянного в процессе пропитки со стальным корпусом.
Алмазное долото разделяется на секторы напорными каналами, которые образуются с центральным промывочным отверстием.
Алмазные долота изготавливают диаметрами 91,4-391,3 мм двух модификаций. По форме и направлению пазов, промывочных канавок, рабочей головки долото делятся на разновидности:
Однослойные с размещением зерен алмазов в поверхностном слое матрицы по определенным схемам:
ДР - радиальные;
ДТ - ступенчатые;
ДК - ступенчатые с шаровидными выступами.
Импрегнированные – это алмазное долото, в котором при изготовлении объемные алмазы перемешиваются с материалом матрицы шихтой, обеспечивая тем самым равномерную насыщаемость матрицы алмазами с примерно разномерным распределением мелких зерен алмазов в объеме матричного материала (тип - с шаровидными выступами ДИ).
Бурение алмазными долотами не разрешается в часто перемежающихся трещиноватых, кавернозных породах, сложенных различными окаменелостями и другими крепкими абразивными породами.
Рисунок 11 – Алмазное радиальное долото ДР
Алмазные долота при турбинном бурении дают более высокую механическую скорость при одинаковой величине проходки, на долото. Бурение алмазными долотами может продолжаться без перерыва до 200-250 ч. Алмазное долото считается отработанным полностью при общей потере алмазов 40%. Нагрузка на долото в зависимости от диаметра 6 ÷ 12 тн.
Преимущества алмазных долот:
1) высокие рейсовые скорости;
2) сокращение СПО;
3) снижение кривизны при бурении вертикальных скважин;
4) экономия средств.
Перед началом бурения алмазными долотами необходимо подготовить ствол скважины.
Перед спуском алмазного долота последние два-три рейса шарошечным долотом необходимо проводить с одновременной очисткой скважины от металла и крупного шлама с помощью забойного шламоуловителя (рисунок 12), установленного над долотом при роторном бурении и при турбинном бурении.
Если необходима дополнительная очистка скважины и калибровка ствола, то следует сделать специальный рейс забойного шламоуловителя.
Успешное применение алмазных долот привело к созданию ряда конструкций твердосплавных долот, обеспечивающих аналогичный принцип разрушения горной породы.
Рисунок 12 – Схема работы забойного шламоуловителя