Буровое оборудование: керноотборный инструмент

[EpikhinAV]

Часть 5

Алмазные бурильные головки

Алмазные бурильные головки – это тип породоразрушающего инструмента, применяемый при отборе керна. Особенностью алмазных бурильных головок является их вооружение, представление натуральными или синтетическими алмазами. Не стоит путать алмазные бурильные головки и бурильные головки типа PDC. Несмотря на то, что у последних в составе резцов имеется спеченный алмазный порошок, но основным инструментом для разрушения породы является, прежде всего, лопасть.

 

Алмазная бурильная головка состоит из следующих элементов:

-   Корпус цилиндрического вида;

-  Лопасти или сектора с вооружением – чаще используются именно сектора;

-  Система промывки (преимущественно боковые отверстия и межлопастные/межсекторыне каналы);

-  Присоединительная резьба (обычно – муфтового типа).

 

Основное отличие сектора от лопасти в том, что лопасть сама срезает слой горной породы, а сектор используется для размещения вооружения и обеспечения контактной поверхности с горной породой.

Кроме того, скорость разрушения породы при использовании лопастей определяется высотой вооружения и величиной осевой нагрузки, а при применении секторной конструкции – основную роль играет площадь и скорость вращения бурильной головки. Это не значит, что в первом случае (лопастная конструкция) частота вращения не играет роли, а во втором (секторная конструкция) – не важна осевая нагрузка. Просто мы делаем акцент на ключевых факторах, обеспечивающих скорость углубки.

 

Вооружение на бурильных головках алмазного типа может быть выполнено в двух исполнениях:

- Матричное – это когда сектор представляет собой многослойную матрицу из смеси алмазов и металлического порошка, играющего роль связующего звена. Это позволяет использовать долото до момента полного износа матрицы и его срок службы определяется толщиной матрицы.

- Импрегинированное – это когда в сектора, выполненные на корпусе бурильной головки, внедряются алмазные зерна (более крупные по сравнению с матричной конструкцией), которые и осуществляют разрушение породы. Здесь основную роль в разрушении играют величина алмазов и их количество.

 

Бурильные головки алмазного типа хорошо себя зарекомендовали при работе по крепким, твердым и абразивным породам, поскольку обладают хорошей сопротивляемостью к износу. Но они плохо работают в глинистых породах, поскольку пластичная текстура глины залепляет вооружение, не позволяя ему эффективно работать по забою.

К слову, алмазные бурильные головки хороши с позиции отбора керна еще тем, что вибрации при их использовании – минимальны. Но они требуют высоких частот вращения для эффективного углубления и качественной промывки (охлаждения), чтобы не допустить перегрев инструмента.