Скорость вращения алмазной коронки

Словосочетание «алмазное бурение» в большинстве случаев употребления подразумевает скорее сверление отверстий в бетонных или иных конструкциях при помощи инструмента, сверло которого вооружено алмазами. Однако в среде профессионалов бурового дела эта фраза ассоциируется, прежде всего, с особым типом колонкового бурения скважин, где в качестве породоразрушающего инструмента выступают алмазные буровые коронки.

Алмазные буровые коронки по своей конструкции состоят из короночного кольца и матрицы, на которой размещаются твердые алмазные резцы. Благодаря их воздействию на породу происходит ее разрушение и осуществляется процесс бурения. В ходе теоретических исследований и практических испытаний выявляется прямая зависимость между частотой вращения коронки и скорости алмазного бурения. Однако это не означает, что наиболее эффективным методом будет поддержание высокой скорости вращения алмазной коронки при бурении скважин в любых условиях.

Для поддержания эффективности буровых работ при использовании метода алмазного бурения скорость вращения коронки зависит от типа буримой породы, характеристик буровой установки и бурильной колонны и глубины скважины. Показанием к снижению количества оборотов в минуту служит бурение твердых, абразивных и трещиноватых пород, а также слоистой породы с существенно отличными друг от друга показателями твердости. Аналогично рекомендуется снижать скорость при бурении скважин глубиной свыше 2000 метров и при нехватке мощности буровой установки.

Алмазное бурение, так же как и бурение с применением твердосплавных коронок, использует для расчета оптимальной скорости вращения алмазной коронки формулу n=60ω/πD_ср, где n – число оборотов в минуту, ω – рекомендуемые окруженные скорости, а D_ср – средний диаметр коронки (параметр, рассчитываемый как средний показатель между внутренним и наружным диаметром инструмента). При этом скорость вращения алмазной коронки будет снижаться при росте показателя глубины скважины.

Соблюдение технологических параметров алмазного бурения позволяет избежать одного из наиболее негативных факторов – вибрации бурильной колонны. Сильные вибрации, возникающие при высокой частоте вращения коронки, не только снижает механическую скорость бурения, но и способствует быстрому износу коронки, бурильных труб и оборудования на поверхности, а также повышает расход мощности буровой установки.