Алмазное бурение

Алмазное бурение как отдельный тип буровых работ выделяется на основе использования породоразрушающего инструмента, армированного одними из наиболее твердых материалов – техническими алмазами. Под этим термином также часто понимается алмазное сверление – процесс создания отверстия цилиндрической формы в каких-либо конструкциях, применяемый для решения строительных задач, например, создания отверстий для вентиляции или установки трубопровода. Нас же в первую очередь интересует процесс алмазного бурения скважин, который обладает рядом особенностей по отношению к другим широко распространенным технологиям.

Впервые вращательный метод бурения с использованием алмазного бурового инструмента был применен еще в 1862 году, после чего получил большую популярность в таких направлениях как разведка и эксплуатация месторождений. Одинаково широко распространены как алмазные буровые коронки, так и алмазные долота. Первые используются преимущественно в процессе поиска и разведки месторождений, а вторые – в большинстве случаев при создании эксплуатационных скважин большой глубины, используемых для добычи нефти или газа. Эти инструменты значительно отличаются по диаметру, в первом случае он составляет от 36 до 112 миллиметров, во втором – от 140 до 242.

При выборе коронки необходимо оценивать не только глубину предполагаемой скважины, но и основные физико-механические свойства породы. При увеличении показателя крепости и абразивности породы должна увеличиваться твердость матрицы коронки, чтобы обеспечить необходимый уровень ее износа и планомерное высвобождение алмазов. При производстве матриц алмазных долот, как правило, применяются более крупные алмазы, чем при изготовлении коронок.

В одной из прошлых статей мы уже рассматривали вопрос выбора скорости вращения алмазной коронки в зависимости от условий проведения работ. Сегодня же лишь отметим, что по этому признаку выделяется три типа – бурение на низких оборотах (до 300 в минуту), на повышенных (до 700) и на высоких оборотах, превышающих показатель семи сотен в минуту.

Максимальную эффективность алмазное бурение демонстрирует при высоких оборотах вращения инструмента, его малом диаметре и показателе удельной нагрузки в районе 5-15 МПа на рабочем торце инструмента. При этом ресурс алмазного бурового инструмента может в 10 раз превышать показатели других типов породоразрушающих элементов.