Алмазные коронки

В нефтяной и газовой промышленности колонковые снаряды принято называть колонковыми наборами, а породоразрушающий инструмент – бурильной головкой – в качестве которой и выступает алмазная буровая коронка.

Алмазная буровая коронка представляет собой кольцо с присоединительной резьбой, у которого резцы (или алмазоносные сегменты) располагаются на нижнем торце и боковых поверхностях, заготовкой для коронок является короночное кольцо, материалом для которого служит сталь марок 30, 35, 40 или Ст.4 и Ст.5. Наружный диаметр кольца В равен 74, 90, 109, 129 и 149 мм.

Из истории алмазного бурения известно, что первоначально (конец XIX в. и начало XX в.) для изготовления алмазных коронок применялись крупные алмазы массой от 0,1 до 0,4 г. Алмазы заправлялись высококвалифицированными мастерами-чеканщиками. С 30-х годов XX века начали выпускать алмазные коронки, у которых матрицы содержали множество более мелких алмазов. Такие коронки получили название «мелкоалмазных».

В настоящее время в основном применяют алмазные коронки двух типов – мелкоалмазные (или однослойные) и импрегнированные.

В мелкоалмазных коронках мелкое зерно алмазов (от 30 до 90 зерен/карат) располагаются только на рабочей поверхности – по торцу и внешней и внутренней калибрующим поверхностям. В прошлом применялись также многослойные алмазные коронки, у которых алмазы располагались в несколько слоев, но они более сложны в изготовлении и менее практичны в употреблении, чем однослойные. В настоящее время многослойные коронки изготавливают в очень ограниченном количестве.

Алмазные зерна укрепляют в матрице. Матрица может быть изготовлена методом литья или порошковой металлургии (наиболее распространенный сегодня метод) с предварительным прессованием порошковых исходных материалов (смесь порошкообразного карбида вольфрама и кобальта – ВК6, ВК8, ВК10, где индекс 6, …10 означает процентное содержание кобальта).

Однослойные алмазные коронки применяют в малоабразивных породах средней твердости VII-IX категорий по буримости. В породах более твердых (X-XII категорий) применяются импрегнированные алмазные коронки. Их отличительная особенность состоит в том, что вся алмазосодержащая матрица насыщена очень мелкими алмазами крупностью 120-150 и 140-210 зерен/карат.

Если мелкоалмазные коронки используются только частично и не доводятся до полного износа и выпадания алмазов, то импрегнированными коронками можно бурить до полного износа матрицы по высоте.