Импрегнированные коронки.

Для твердых, крепких и абразивных горных пород применяют импрегнированные и однослойные алмазные коронки с твердосплавной матрицей, чаще всего типа SC (S – высокое качество) (рис.11.11).

Наиболее эффективны следующие типы матриц:

Тип породы	Матрица
Сверхтвердая, очень крепкая, неабразивная.	SC 10
Очень твердая, крепкая, слабоабразивная	SC 8-9
Твердая, среднекрепкая, среднеабразивная	SC 6-8
Среднекрепкая, трещиноватая, абразивная	SC 5
Твердая, среднетвердая, сильнотрещиноватая	SC 2
Высота мартицы	Коронки
Низкая 2 - 6.5 мм	обычные
Стандартная 3 - 9.5 мм	коронки для ССК
Очень высокая 4 - 12 мм	коронки для ССК
Супер высокая 16 мм	коронки для ССК

Рис. 11.11. Импрегнированная коронка SC 10

Однослойные алмазные коронки обладают максимально высокими эксплуатационными характеристиками: высокой механической скоростью бурения, долгим сроком службы, наилучшей адаптируемостью к различным геологотехническим условиям (рис.11.12). Матрица однослойных коронок одинакова для всех коронок – твердая.

Рис. 11.12. Коронка однослойная.

Размеры алмазов (SPC – камней на карат):

От 20 до 25 SPC – для мягких пород;

От 30 до 55 SPC – для крепких пород.

Выпускают однослойные коронки с полукруглой, многоступенчатой и торцевой промывкой ( двухступенчатая промывка).

Бескерновое бурение производят однослойной коронкой (Diamy) с коническим профилем PDC (Diapax)

Диаметры коронон определяют по диаметру скважин.

Для буровых снарядов Atlas Copco применяют однослойные алмазные и карбидвольфрамовые расширители (рис.11.14). При бурении несцементи- рованных пород (например известняков) использование карбид- вольфрамовых расширителей бывает экономичнее однослойных алмазных расширителей.

Рис. 11.13. Карбидвольфрамовый расширитель.

Опишем обозначение коронок: буровая коронка – СВТ; бескерновая буровая коронка – NCB; расширитель – RES; импрегнированная коронка – DBT; однослойная коронка – DMY; коронка DIPAX – DPX; коронка TRIPAX – TRX; коронка с восьмигранными вставками – TCI; коронки с плоскими вставками – TCP; коронка CORBORIT – CRB; однослойная коронка – S; коронки со стандартными каналами для промывки – CF, коронка с увеличенными промывочными каналами – ECF, коронка для промывки под торец – FD. В описании коронки должны быть указаны тип, размеры, конструкция бурового снаряда матрицы, размеры алмазов, высота матрицы, сорт алмазов (размеры и сорт алмазов только для однослойных коронок).

Приведем примеры описания коронки.

1. Буровая коронка, однослойная, для бурового снаряда 146 Т6, зернистостью алмазов SPC 20/25, с качеством S и промывкой под торец нужно записать кратко: CBT DMY 146 T6 20/25 S FD.

2. Буровую коронку импрегнированную, для бурового снаряда 46 ТТ, с матрицей SC5, высотой матрицы 2 (6,5 мм), нужно изложить кратко: CBT DBT 46 TT SC5/2 FD или кратко SC5/2 FD.

При выборе алмазных коронок предпочтение следует отдавать импрегнированной коронке вследствие большого срока её службы, лучших эксплуатационных характеристик при бурении крепких абразивных и трещиноватых пород. Однако при бурении более мягких (средних) пород, при слишком низкой скорости вращения коронки следует использовать однослойные коронки.

Механическая скорость бурения зависит от типа коронки, горной породы, скорости вращения, расхода промывочной жидкости.

Как известно, доминирующим параметром при алмазном бурении, влияющим на механическую скорость бурения, является скорость вращения коронки. Для импрегнированных коронок, рекомендуется максимально допустимая скорость вращения в зависимости от мощности станка и горно-геологических условий в скважине (от 2 до 5м/с), для однослойных от 1 до 3м/с. Выбор скорости вращения коронки можно произвести по диаграмме (рис. 11.14) в зависимости от типа коронки и её размеров.

Нагрузку на импрегнированную коронку и расход жидкости приблизительно можно принимать в зависимости от твердости, размера коронки и скорости вращения в соответствии с руководством по применению алмазного инструмента для буровых труб B/Q, NQ, HQ (издание четвертое, 1997 г., Канада) по табл. 11.2.

Более точный расчет промывочной жидкости для различных буровых снарядов можно определить по диаграмме «Промывка» (рис. 11.15).

Точно определить параметры технологических режимов весьма трудно. Тем не менее слишком большие параметры (например, осевой нагрузки) могут вызвать такие проблемы как: избыточный износ коронки; искривление скважины; поломка или износ бурового снаряда и буровых труб.

Рис. 11.14. Диаграмма выбора скорости вращения коронки в зависимости от типа коронки и её размеров.

Таблица 11.2

Твердость породы	Скорость вращения коронки, об/мин	Нагрузка на коронку	Количество промывочной жидкости	Ожидаемая механическая скорость бурения, см/мин
Для коронок BQ(56 мм)
Сверхтвердая	1000-1400	2300-3600	26 - 36	7,5-10
Очень твердая	1000-1200	1600-2700		7,5-13
Среднетвердая	800-1200	1100-1600		10-15
Для коронок NQ(66 мм)
Сверхтвердая	1000-1200	2700-3600	36 - 45	7,5-10
Очень твердая	800-1200	1800-2700		7,5-13
Среднетвердая	600-1200	1100-1600		9-15
Для коронки HQ(76 мм)
Сверхтвердая	800-1000	2700-4500	45-50	7,5-10
Очень твердая	600-1000	1800-2700		7,5-13
Среднетвердая	600-800	1300-2700		10-16

Рис. 11.15. Диаграмма «Промывка»

Ориентировочно можно считать, что при наличии горных пород неабразивных, малоабразивных следует применять технологические параметры по максимуму, а для слабоабразивных и сильноабразивных пород–по минимуму.