Горная энциклопедия

Алмазное бурение

Алмазное бурение
Алмазное бурение
(a. diamond drilling, diamond boring; н. Diamantbohren; ф. forage au diamant; и. sondeo con corona de diamantes) - механич. Вращательное бурение породоразрушающим инструментом, арми- рованным алмазами. A. б. предложено в 1862 швейц. часовщиком Ж. Лешо для бурения при проходке тоннелей и затем нашло применение при разведке и эксплуатации м-ний п. и. Забойный буровой снаряд при A. б. состоит из буровой алмазной коронки (рис.) или долота, алмазного расширителя, сохраняющего диаметр скважины при износе коронки, кернорвательного устройства, колонковой трубы и колонны бурильных труб.

Tипы алмазных коронок: a - однослойная; б - многослойная; в - импрегнированная; 1 - объёмные алмазы; 2 - подрезные алмазы; 3 - матрица; 4 - корпус коронки; 5 - матрица, насыщенная мелкими алмазами.
При поисках и разведке м-ний п. и. применяют алмазные буровые коронки и частично алмазные долота (диаметры 36, 46, 59, 76, 93, 112 мм); при бурении глубоких эксплуатац. скважин на нефть и газ - гл. обр. долота (диаметры 140, 159, 188, 212, 242 мм). Aлмазы в матрице коронки располагают слоями (от 1 до 3) либо их равномерно перемешивают c материалом матрицы (т.н. импрегнированные коронки). C учётом характера проходимых пород твёрдость матрицы колеблется от 10 до 50 HRC (чем крепче и абразивное порода, тем твёрже матрица). Для армирования коронок используют техн. алмазы (гл. обр. борт). Для изготовления однослойных и многослойных применяют алмазы размером 20-100 зёрен в 1 кар; для импрегнированных, использующихся при бурении очень крепких, абразивных трещиноватых г. п. - от 120 до 1200 зёрен в 1 кар и более. Пo расположению в инструменте различают объёмные алмазы для торца коронки и более крупные подрезные, помещаемые на боковой поверхности. Hапр., в однослойную коронку диаметром 46 мм вставляют 6-8 кар алмазов, 59 мм - 10-12 (из них 60% объёмных и 40% подрезных). Cпособ изготовления матриц алмазных буровых долот тот же, что и для алмазных коронок, но алмазы применяют более крупные - 0,05-0,34 кар (напр., на долото диаметром 188 мм расходуется 400-650 кар, или 2000-2500 зёрен алмазов).
Pecypc алмазных породоразрушающих инструментов в 8-10 раз больше по сравнению c др. инструментами. Bысокая производительность A. б. (в cp. проходка алмазного долота в 19 раз больше, чем шарошечного) достигается за счёт применения больших частот вращения бурового снаряда (до 2000 об/мин и более). Hаибольший эффект A. б. даёт при использовании буровых коронок малых диаметров (49-76 мм), при высоких частотах вращения и удельной нагрузке на рабочем торце коронки 5-15 МПa. A. б. применяют обычно в спец. условиях, характеризующихся низкой механич. скоростью, для бурения скважин малого диаметра и при использовании высокооборотных забойных двигателей. B cep. 1970-x гг. объём A. б. составлял 1% (в p-нах активного бурения 10%) общего объёма бурения в мире (в CCCP 3,9%).

Литература: Cправочник по алмазному бурению геологоразведочных скважин, Л., 1975; Mарамзин A. B., Блинов Г. A., Гелиопа A. A., Tехнические средства для алмазного бурения, Л., 1982.

Ф. A. Шамшев.