Будова алмазних доліт

За принципом дії алмазні долота належать до стираючо-ріжучих. Алмази виступають з матри­ці на незначну висоту і руйнують породу мікрорізанням і стиранням.

Алмазне долото складається із стального корпусаіз з'єднувальноюзамковою різьбоюі фасонної алмазонесучої головки (матриці, рис. 4.71).

Корпус алмазного долота виготовляється, як правило, із сталі марки 40Х.

Матриця розділена на сектори радіальними (або спіральними) промивними каналами.

Матрицю виготовляють методом пресування і спікання суміші спеціально підібраних порошкоподібних твердих сплавів (із сплаву кобальту, нікелю, карбіду вольфраму, міді, алюмінію). Перед пресуванням в прес-формі за заданою схемою розміщують криста­лики природних або синтетичних алмазів. Після пресування і спі­кання алмази надійно закріплюються у зовнішньому шарі порошкопо­дібного твердого сплаву алмазонесучої головки.

Склад сплаву підбирають таким чином, щоб витримувалась певна твердість матеріалу, яка б забезпечувала поступовий знос матриці і ого­лення алмазних зерен під час роботи долота.

При значному оголенні алмази розтріскуються і ламаються, а при незначному оголенні не буде необхідного заглиблення алмазів у по­роду, тому буріння буде малоефективним.

При бурінні твердих порід знос матриці інтенсивний, тому матриця повинна мати високу зносостійкість, що запобігає надмірному оголенню алмазів. У породах середньої твердості матеріал матриці зношується менше, і тому вона повинна бути менш зносостійкою.

Крім того, знос матриці повинен відповідати зносу алмазів, що забезпечує зберігання під час роботи долота на вибої однієї і тієї ж величини зазору між матрицею і породою, необхідного для ефекти­вного виносу породи з-під долота.

Інтенсивне промивання вибою необхідне і для охолодження алмазних зерен, тому що при великому перегріві природні алмази можуть втратити свою твердість і графітозуватися.

У залежності від способу армування матриці алмазами виділяють:

►долота одношарові, в яких алмази розміщуються одним поверхневим зовнішнім шаром (одношарові).

Одношарові з розміщенням відносно великих алмазів в по­верхневому шарі поділяються на:

а) радіальні;

б) ступінчасті;

в) спіральні;

При одношаровому розміщенні алмазів використовують алмази масою 0,05-0,4 карата.

► імпрегновані (багатошарові). Для буріння в твердих породах виготовляють долота з обє’мним розміщенням дрібних (менше 0,02 карата, до 1000 зерен/карат) кристалів алмазів в матриці, тобто, матриця виготовлена із ретельно змішано­го порошкоподібного твердосплавного матеріалу з подрібненими природними або синтетичними алмазами у поверх­невому шарі товщиною 5—8 мм. Після виготовлення долота виліт алмазів над робочою поверхнею матриці складає 0,1-0,25 від їхнього діаметра.

Правильний вибір типу алмазного долота для даного геологіч­ного розрізу і вибраного способу буріння має суттєве значення.