Колонковое и керновое бурение - Классификация алмазосодержащих матриц буровых коронок

Классификация алмазосодержащих матриц буровых коронок

 

В настоящее время, в основном, изготавливаются коронки с матрицами пяти типов Таблица 18

 Таблица 18- Классификация алмазосодержащих матриц буровых коронок

Тип матрицы

Назначение

Твердость по Роквеллу HRC

Очень мягкая

Бурение в плотных, монолитных, весьма малоабразивных породах

10-15

Мягкая

Бурение в плотных, монолитных, малоабразивных породах

15-20

Нормальная

Бурение в плотных, монолитных мало- и среднеабразивных породах

20-25

Твердая

Бурение в среднеабразивных и абразивных, плотных, монолитных, а также трещиноватых породах

30-35

Очень твердая

Бурение в очень твердых, трещиноватых, весьма абразивных породах

50-55

Размещение алмазов в матрицеи их число существенно влияют на работоспособность инструмента. Наряду со свойствами материала матрицы и величиной зернистости алмазов эти факторы определяют специализированное назначение коронки.

Основными параметрами, которые характеризуют вооруженность коронок алмазами, являются:

Ø  содержание алмазов в коронке

Ø  насыщенность торца матрицы алмазами

Ø  схема размещения алмазов

Содержание алмазов в коронкеопределяется общей массой (в каратах) всех алмазов, заложенных в матрицу. Насыщенность торца матрицы алмазами характеризуется числом алмазов, расположенных на единице площади торца (выражается в шт/см 2), или массой алмазов в единице объема алмазоносного слоя матрицы (выражается в кар/см3 ).
В зависимости от размещения и крупности алмазов в матрице различают два основных типа алмазных коронок: однослойные и импрегнированные. Схемы устройства коронок и размещения алмазов в них показаны на
Рисунок 44

clip_image165

Рисунок 44- Схемы устройства однослойных (а) и импрегнированных (б) коронок.
1, 2 - объемные алмазы; 3 - подрезные алмазы; 4 - материал матрицы; 5 - корпус коронки.

Однослойные коронки

В однослойных коронках алмазы по торцу матрицы располагаются в один слой по определенной схеме. Кроме торцевых алмазов, выполняющих основную работу по разрушению породы на забое, матрица армируется двумя-тремя слоями так называемых подрезных алмазов. Подрезные алмазы в коронках всех типов предохраняют их от быстрого износа по наружному и внутреннему диаметрам.

Однослойные коронкиимеют наибольшее число разновидностей типов и марок.

В импрегнированных коронках в качестве основных рабочих камней используются алмазы мелких фракций или алмазы, полученные после дробления более крупных фракций. Размер применяемых алмазов обычно составляет 400-120 шт/кар и мельче (до 1200-600 шт/кар). Мелкие алмазы равномерно распределены в импрегнированных коронках по всему объему рабочего слоя матрицы и называются объемными алмазами. Работа импрегнированных коронок основывается на принципе самозатачиваемости. Такие коронки снабжаются более крупными подрезными алмазами. По внутренней и наружной боковым  поверхностям матрицы& коронки армируются подрезными алмазами более крупных размеров, чем объемные.

Это алмазы крупностью 30-20, 50-30 и 60-40 шт/кар.

Схема размещения торцевых алмазовв однослойных коронках выбирается в зависимости от размеров используемых алмазов, конфигурации промывочных окон и выбранной насыщенности. В целом выбор той или иной схемы размещения алмазов определяется физико-механическими свойствами горных пород, для бурения которых предназначается данная коронка. На Рисунке 45 приведены схемы размещения алмазов в некоторых коронках.

clip_image167

Рисунок 45- Типовые схемы размещения алмазов в матрице однослойных коронок.
а - радиальная; б - спиральная; в - концентрическая