Истирающе-режущие долота с природными и синтетическими алмазами

Алмазный буровой инструмент (АБИ) подразделяется на следующие группы:

· алмазные долота истирающе-режущего типа с природными и синтетическими (искусственными) алмазами;

· долота типа ИСМ истирающего-режущего и режуще-скалывающего действия;

· долота с алмазно-твердосплавными пластинами и резцами. За рубежом их называют как - «алмазные долота РДС», что означает «алмазные долота с поликристаллическими алмазными режущими элементами».

Эта группа АБИ подразделяется на долота лопастного и матричного исполнения. В последние годы преобладает лопастной вид долот и бурильных головок. Алмаз - это уникальный минерал в виде кристаллической модификации углерода. Аморфная модификация углерода представлена графитом, используемом в бурении в качестве смазочной добавки к буровым растворам. Размер зерен алмазов колеблется обычно в пределах 0,4 - 4,6 мм. Масса кристаллов алмаза измеряется в каратах. Один карат равен 0,2 г.

Алмаз имеет высокую плотность (3,0-10 -3,5-10 кг/м), наибольшую твердость и высокую жесткость. По твердости алмаз занимает первое место из природных минералов. В шкале твердости Мооса ему отведена 10 категория. Микротвердость его равна 950-1000 МПа. Это заметно больше по сравнению с кварцем (~100 МПа) и вольфрамокобальтовым сплавом (~170 МПа). Таким образом, микротвердость алмаза в 10 раз больше, чем у кварца и в 6 раз превышает микротвердость твердого сплава

Природные технические алмазы подразделяются на борты, балассы и карбонадо. Алмазы типа борт представлены обломками, камнями трещиноватыми и плохой окраски, сростками. Они имеют высокую твердость, но хрупки, поэтому плохо сопротивляются нагрузкам и ударам и их износ велик. Балласы - это прежде всего кристаллы сферической формы с очень большой твердостью, поэтому чаще всего используются для армирования однослойных долот. Карбонадо (синонимы бразильские, черные) плотные овальной формы из мелкозернистых кристаллов. Для них характерна высокие износостойкость при истирании и устойчивость к ударам, но они менее тверды, чем борты. За рубежом считаются идеальным средством для оснащения расширителей. В нашей стране в основном используют наиболее дешевые алмазы типа борт. Перед укладкой алмазов в пресс-формы они подвергаются предварительному осмотру для разделения их по форме и размерам.

Обработка алмазов состоит из ряда операций, каждая из которых имеет цель повысить качество зерен. Операции обработки включают дробление, овализацию, полирование, термическую обработку, металлизацию.

Дробление низкосортных алмазов имеет цель раскалывания кристаллов по трещинам и дефектам.

Для овализации алмазных зерен стараются придать им округлую форму путем трения друг с другом.

По данным алмазы с острыми кромками быстро растрескиваются. При овализации алмазных зерен стремятся увеличить углы на кромках не менее, чем до 110°.

Механическое или химическое полирование предусмотрено для лучшего визуального просмотра кристаллов, а также для уменьшения силы трения зерна о горную породу.