RU2541241C2 - Diamond-carbide plate - Google Patents
Diamond-carbide plate Download PDFInfo
- Publication number
- RU2541241C2 RU2541241C2 RU2012148773/02A RU2012148773A RU2541241C2 RU 2541241 C2 RU2541241 C2 RU 2541241C2 RU 2012148773/02 A RU2012148773/02 A RU 2012148773/02A RU 2012148773 A RU2012148773 A RU 2012148773A RU 2541241 C2 RU2541241 C2 RU 2541241C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- diamond
- cvd
- plate
- atp
- teeth
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области получения керамических материалов, а именно алмазно-твердосплавных пластин, и может быть использовано при спекании слоевых неразъемных соединений твердосплавная подложка - алмазный поликристалл в условиях высоких давления и температуры.The invention relates to the field of production of ceramic materials, namely diamond carbide inserts, and can be used for sintering layer inseparable compounds carbide substrate - diamond polycrystal under high pressure and temperature.
Алмазно-твердосплавная пластина (АТП) состоит из поликристаллического алмазного слоя и подложки из твердого сплава, изготовленных полностью в условиях высокого давления и температуры (патент США № 4255165, B24D 3/06, опубл. 1981, патент США № 4403015, МКИ B22F 3/4, опубл. 06.09.83). АТП могут быть изготовлены также по 2-х стадийной технологии спекания - отдельно алмазный поликристаллический слой и твердосплавная подложка с последующим их соединением (патент США 7866418В2, кл. Е21В 10/36, Е21В 10/46, опубл. 11.2011) и т. п.Diamond carbide plate (ATP) consists of a polycrystalline diamond layer and a solid alloy substrate made completely under high pressure and temperature conditions (US patent No. 4255165,
Поверхность соединения может быть плоской или изогнутой (криволинейной) с выступами типа трапеции, треугольника, синусоиды и т.п. (патент США № 6892836, кл. Е21В 10/36, опубл. 17.05.2005, патент США 7377341, кл. Е21В 10/26, опубл. 27.05.2008; патент США 5494477, кл. Е21В 10/46, опубл 27.02.1996).The connection surface can be flat or curved (curved) with protrusions such as a trapezoid, triangle, sinusoid, etc. (US patent No. 6892836, class E21B 10/36, publ. 17.05.2005, US patent 7377341, class E21B 10/26, publ. 05.27.2008; US patent 5494477, class E21B 10/46, publ. 27.02. 1996).
АТП используются для оснащения долот для бурения скважин, резцов для бурения шпуров в угольной промышленности, коронок для геологоразведочного бурения и т. п.ATP are used to equip bits for drilling wells, cutters for drilling holes in the coal industry, crowns for exploration drilling, etc.
Применение АТП эффективно при бурении скважин в породах с упругопластичными свойствами (IV-VII категорий буримости). По сравнению с твердосплавным инструментом при использовании АТП скорость бурения возрастает в 1,5 раза, а стойкость в 5-15 раз.The use of ATP is effective when drilling wells in rocks with elastoplastic properties (IV-VII drillability categories). Compared with carbide tools, when using ATP, the drilling speed increases by 1.5 times, and the durability by 5-15 times.
Механизм работы алмазного резца в слабопластичной породе существенно отличается от механизма работы алмазного породоразрушающего инструмента.The mechanism of operation of a diamond cutter in a weakly plastic rock is significantly different from the mechanism of operation of a diamond rock cutting tool.
При внедрении резца в высокопластичную породу сколы не образуются. Сначала идут упругие, а затем остаточные пластические деформации. Глубина и ширина разрушающейся зоны совпадает с глубиной и шириной внедряемого алмазного резца. Обособленные путем смещения частицы пластичных пород из-за малой внутренней энергии при сжатии уплотняются и образуют наросты. В связи с образованием нароста и трением породы по породе увеличивается сила трения, также увеличивается на торцевой и боковых поверхностях резца через упругие деформации и упругое восстановление поверхности резания. Площадь контакта увеличивается с накоплением породы перед алмазным резцом. Для предотвращения влияния накапливаемой породы на корпус торца коронки и предупреждения прижигания необходим больший выступ резца. Величина выступа примерно в 15-25 раз должна превышать расчетную величину съема на резец.When a cutter is introduced into a highly plastic rock, chips are not formed. First come elastic, and then residual plastic deformations. The depth and width of the collapsing zone coincides with the depth and width of the implanted diamond tool. Separated by displacement, particles of plastic rocks due to low internal energy are compressed during compression and form outgrowths. In connection with the build-up and friction of the rock over the rock, the friction force increases, it also increases on the end and lateral surfaces of the cutter through elastic deformations and elastic restoration of the cutting surface. The contact area increases with the accumulation of rock in front of the diamond cutter. To prevent the influence of accumulated rock on the body of the end face of the crown and to prevent cauterization, a larger protrusion of the cutter is necessary. The magnitude of the protrusion of approximately 15-25 times should exceed the calculated value of the removal of the cutter.
Больше проявляется различие в физической природе сил, действующих на торцевую и переднюю поверхности алмазного резца. Разрушение породы путем смещения осуществляется только его передней поверхностью. Вместо попеременного дробления и скалывания в отдельных точках контакта режущей кромки с породой при резке с большим съемом высокопластичной породы действует постоянная нагрузка. Тангенциальная нагрузка увеличивается, стабилизируется и сохраняется примерно на одном уровне и получает незначительные колебания при вибрации. В результате снижается угроза скалывания резца. В связи с пониженной жесткостью отдельных частиц породы снижается интенсивность микроскалывания по режущей кромке. Резец начинает изнашиваться в основном за счет трения.The difference in the physical nature of the forces acting on the end and front surfaces of the diamond cutter is more pronounced. The destruction of the rock by displacement is carried out only by its front surface. Instead of alternately crushing and chipping at individual points of contact between the cutting edge and the rock, a constant load acts when cutting with a large removal of highly plastic rock. The tangential load increases, stabilizes and remains at approximately the same level and receives slight vibrations during vibration. As a result, the risk of chipping the cutter is reduced. Due to the reduced stiffness of individual rock particles, the intensity of micro-chipping along the cutting edge is reduced. The cutter begins to wear out mainly due to friction.
Режущая кромка "традиционной" пластины АТП в процессе работы притупляется, энергоемкость разрушения горной породы постепенно увеличивается, так как увеличивается площадь контакта с забоем горной породы. При этом существенно падает механическая скорость бурения. Для поддержания постоянной механической скорости бурения необходимо более интенсивно повышать осевую нагрузку на резец АТП, что в свою очередь увеличивает износ пластины АТП. Обычно пластины АТП размещают в буровом инструменте под отрицательным углом резания 15-20°. Соответственно высота выступа режущей кромки пластины АТП над корпусом бурового инструмента (или его лопасти) в основном будет зависеть от высоты твердосплавной подложки. Как показывает практика использования бурового инструмента, оснащенного АТП, его отработку ведут до полного износа выступающей над корпусом инструмента части АТП с твердосплавной подложкой. Пластина АТП при этом изнашивается на 1/3 диаметра. При этом износ отдельных пластин АТП полностью повторяет контур износа рабочей поверхности бурового инструмента.The cutting edge of the "traditional" ATP plate is dulled during operation, the energy intensity of rock destruction is gradually increasing, since the contact area with the bottom of the rock increases. In this case, the mechanical drilling speed drops significantly. To maintain a constant mechanical drilling speed, it is necessary to more intensively increase the axial load on the ATP cutter, which in turn increases the wear of the ATP plate. Typically, ATP inserts are placed in a drilling tool at a negative cutting angle of 15–20 °. Accordingly, the height of the protrusion of the cutting edge of the ATP plate above the body of the drilling tool (or its blades) will mainly depend on the height of the carbide substrate. As the practice of using a drilling tool equipped with ATP shows, its mining is carried out until the ATP part with a carbide substrate protruding above the tool body is completely worn out. The ATP plate wears out 1/3 of the diameter. In this case, the wear of individual ATP plates completely repeats the wear contour of the working surface of the drilling tool.
Для уменьшения износа режущей кромки увеличивают ее высоту (патент США № 5494477, кл. Е21В 10/46, опубл. 27.02.1996; А. с. СРСР № 1803518, кл. Е21В 10/46, опубл. 23.03.93. Бюл. № 11), повышают ее термостабильность (патент США № 7842111, кл. B24D 3/02 10/00, опубл. 30.11.2010), для бурения крепких и трещиноватых пород на поверхность АТП наносят демпфирующее двухслойное покрытие (патент России № 2066729, кл. Е21 В10/46, опубл. 20.09.1996).To reduce wear of the cutting edge, increase its height (US patent No. 5494477, CL ЕВВ 10/46, publ. 02/27/1996; A. with. СРСР No. 1803518, CL Е21В 10/46, publ. 23.03.93. Bull. No. 11), increase its thermal stability (US patent No. 7842111, class B24D 3/02 10/00, publ. 11/30/2010), for drilling strong and fractured rocks, a damping two-layer coating is applied to the surface of the ATP (Russian patent No. 2066729, class E21 B10 / 46, publ. 09/20/1996).
Кроме того, для повышения износостойкости пластины алмазный слой, как один из вариантов, можно создавать из смеси, содержащей 75-85% прочных зерен (А. с. СССР 1425984, кл. B24D 3/06, B22F 3/10, опубл. 14.01.87); алмазный слой или его часть содержит отдельные твердые поликристаллические агрегаты, которые распределены в его объеме (US Patent Application 20080073126, Е21В 10/46, BOU 3/06, COIB 31/06, опубл. 27.03.2008), или содержит термостабильные твердые области (US Patent Application 20110056142, Е21В 10/36, опубл. 30.11.2006). В техническом решении US Patent Application 20060266558, B24D 11/00, опубл. 10.03.2011) для этой цели в алмазный слой вводят предварительно спеченные алмазно-твердосплавные гранулы. Такая гранула состоит из монокристалла алмаза размером ≈800 мкм, расположенного в центральной ее части, вокруг которого расположено 20-30 зерен размером 300-400 мкм.In addition, to increase the wear resistance of the plate, a diamond layer, as one of the options, can be created from a mixture containing 75-85% of strong grains (A. S. USSR 1425984, class B24D 3/06,
Указанные технические решения в некоторой степени уменьшают износ, но это не приводит к значительному повышению скорости бурения.These technical solutions to some extent reduce wear, but this does not lead to a significant increase in drilling speed.
Наиболее близкой по технической сути предложенной алмазно-твердосплавной пластине есть АТП (патент США 7585342 В2, кл. С09К 3/14, D24D 3/02, 08.09.2009), на алмазном слое которой выполнены пазы (углубления) в виде квадратной, пятиугольной и т.д. сетки, в результате чего структурные элементы алмазного слоя приобретают зубообразную форму и будучи направленными в область снимаемой породы каждый из них становится режущим элементом. Такие структурные элементы принято называть зубками. Как известно, термином "зубок" обозначают режущий зубец, наконечник и т. п. машины или инструмента (Ефремова Т.Ф. Новый толково-словообразовательный словарь русского языка. - М.: Русский язык, 2000. - 1233 с). Следовательно, зубок - это инструмент, представляющий собой разновидность резца - режущего инструмента, предназначенного для обработки материалов, например породы.The closest in technical essence of the proposed diamond carbide plate is ATP (US patent 7585342 B2,
Техническое решение, предложенное в прототипе, позволяет улучшить породоразрушающую эффективность пластины и увеличить соответственно скорость долота, коронки и т.п. при бурении крепких пластов.The technical solution proposed in the prototype allows to improve the rock-cutting efficiency of the plate and increase, respectively, the speed of the bit, crowns, etc. when drilling strong formations.
Недостатком полученных согласно прототипу АТП является их недостаточная износостойкость при оснащении такими пластинами породоразрушающего инструмента, работающего в условиях интенсивного абразивного износа. Кроме того, при работе инструмента верхняя часть такого зуба изнашивается быстрее впадины и режущая (рабочая) поверхность пластины становится плоской. Это приводит к снижению скорости съема горной породы.The disadvantage of the ATP obtained according to the prototype is their lack of wear resistance when equipped with rock cutting tools with such plates, operating in conditions of intense abrasive wear. In addition, during the operation of the tool, the upper part of such a tooth wears out faster than the cavity and the cutting (working) surface of the plate becomes flat. This leads to a decrease in the removal rate of the rock.
В основу изобретения положена задача такого усовершенствования АТП, при котором благодаря выбору компонентов алмазного слоя с различной твердостью и трещиностойкостью и их расположению после спекания обеспечивается повышение ее износостойкости и скорости бурения.The basis of the invention is the task of improving the ATP, in which, thanks to the choice of components of the diamond layer with different hardness and crack resistance and their location after sintering, an increase in its wear resistance and drilling speed is provided.
Задача решается тем, что в предлагаемом изобретении на получение АТП алмазно-твердосплавная пластина выполнена в виде твердосплавной пластины с расположенным на ней алмазным слоем, она отличается тем, что алмазный слой выполнен из спеченной смеси алмазного микропорошка и активирующей добавки с расположенными в нем на расстоянии 0-0,25 D от диаметральной плоскости пластины зубками из CVD-алмаза толщиной в 0,1-0,7 мм и высотой 0,5-1,0 мм, где D - диаметр пластины.The problem is solved in that in the present invention for the preparation of ATP, the diamond carbide plate is made in the form of a carbide plate with a diamond layer located on it, it differs in that the diamond layer is made of a sintered mixture of diamond micropowder and an activating additive with a distance of 0 in it -0.25 D from the diametrical plane of the plate with CVD diamond teeth 0.1-0.7 mm thick and 0.5-1.0 mm high, where D is the plate diameter.
Предпочтительным является такое расположение зубков из CVD-алмаза в алмазном слое, когда расстояние между ними составляет 0,1-0,3 диаметра пластины.Preferred is the location of the cloves of CVD diamond in the diamond layer, when the distance between them is 0.1-0.3 of the diameter of the plate.
Как вариант реализации изобретения, зубки из CVD-алмаза могут представлять собой как сплошную пластинку, так и могут состоять из отдельных частиц CVD-алмаза.As an embodiment of the invention, the CVD diamond cloves can be either a continuous plate, or they can be composed of individual CVD diamond particles.
Предпочтительным является использование зубков из CVD-алмаза, структура которого не содержит sp2 фаз углерода.It is preferable to use CVD diamond cloves, the structure of which does not contain sp2 carbon phases.
В качестве материала зубков возможно использование CVD-алмаза различного кристаллического строения. Положительный эффект достигается как при варианте изготовления пластины с использованием черного поликристаллического CVD-алмаза (black diamond), так и в варианте изготовления пластины с использованием монокристаллического CVD-алмаза (SC-CVD).It is possible to use CVD diamond of various crystal structures as the material of the cloves. A positive effect is achieved both in the case of manufacturing a plate using black polycrystalline CVD diamond (black diamond), and in the case of manufacturing a plate using single-crystal CVD diamond (SC-CVD).
Причинно-следственная связь между совокупностью признаков заявляемого изобретения и техническими результатами, которые достигаются при реализации, заключается в следующем.A causal relationship between the totality of the features of the claimed invention and the technical results that are achieved during implementation is as follows.
Износостойкость материала определяется прямыми испытаниями - трудоемкими и дорогими, но ее можно прогнозировать на основе физико-механических характеристик. Сравнение экспериментальных и рассчитанных по формуле (S - параметр износостойкости; Hv - твердость материала; K1c - трещиностойкость) данных по износостойкости не дает сомнения в их корреляции между собой (Майстренко А. Л., Дуб С.Н. Прогнозирование износостойкости хрупких материалов по твердости и трещиностойкости // Заводская лаборатория. - 1991. - 57. - № 2. - С. 52-54).The wear resistance of the material is determined by direct tests - time-consuming and expensive, but it can be predicted on the basis of physical and mechanical characteristics. Comparison of experimental and calculated by the formula (S is the parameter of wear resistance; H v is the hardness of the material; K 1c is crack resistance) data on the wear resistance gives no doubt about their correlation between each other (Maistrenko A.L., Dub S.N. Forecasting the wear resistance of brittle materials by hardness and crack resistance // Factory Laboratory. - 1991. - 57. - No. 2. - S. 52-54).
Твердость алмазного слоя АТП, созданных в ИСМ и В. Н. Бакуля, составляет 50 ГПа, а трещиностойкость 11,7±1,4 МПа-м1/2 (Гаргин В. Г. Физико-механические свойства алмазно-твердосплавных пластин // Поликристаллические материалы на основе синтетического алмаза и кубических нитрид бора. - К.: ИСМ АН УССР, 1990. - С. 62-67), пластин "Stratapax" производства фирмы General Electric - 50-63 ГПа (Stratapax drill blanks. Open a new world of mining. Specialty material department. General electric company. Worthington. OHJO43085), пластин "Sindrill" производства фирмы De Beers - 50 ГПа (Latest Product Sindrill De-Beers Synthetic Polycrystalline Diamond Drill Blank. - Indiagua, 1983. - P. 43-44).The hardness of the diamond layer of the ATP, created in the ISM and V.N. Bakul, is 50 GPa, and the crack resistance is 11.7 ± 1.4 MPa-m 1/2 (Gargin V.G. Physical and mechanical properties of diamond carbide inserts // Polycrystalline materials based on synthetic diamond and cubic boron nitride. - K .: ISM USSR Academy of Sciences, 1990. - P. 62-67), Stratapax plates manufactured by General Electric - 50-63 GPa (Stratapax drill blanks. Open a new World of mining. Specialty material department. General electric company. Worthington. OHJO43085), Sindrill plates manufactured by De Beers - 50 GPa (Latest Product Sindrill De-Beers Synthetic Polycrystalline Diamond Drill Blank. - Indiagua, 1983. - P. 43 -44).
В настоящее время многие фирмы выращивают из газовой фазы различные CVD-алмазы: "светлые", которые используются в основном в электронике, и "черные" (Black Diamond), которые применяются как инструментальный материал. Фирма "Elément Six" выпускает "черные" алмазы нескольких марок, например марки CDD, не содержащей графит. Одна из китайских фирм выпускает для технической цели "черные" CVD-алмазы, содержащие графит, и предлагает изготовлять из них правящий и режущий инструменты.Nowadays, many companies grow various CVD diamonds from the gas phase: “light” diamonds, which are used mainly in electronics, and “Black” diamonds, which are used as tool materials. Elément Six produces several black grades of black diamonds, such as the graphite-free CDD. One of the Chinese companies produces “black” CVD-diamonds containing graphite for technical purposes, and proposes to make cutting and cutting tools from them.
Согласно данным фирмы "Diamond Materials Gmbh" (http://www.diamond-materials.com/DE/cvd_diamond/overview.htm) твердость CVD-алмазов достигает ПО ГПа. В заявке на выдачу патента США № 10/889169 приведены данные по твердости CVD-алмазов, которая составляет 50-90 ГПа, и трещиностойкости 11-20 МПа·м1/2.According to Diamond Materials Gmbh (http://www.diamond-materials.com/DE/cvd_diamond/overview.htm), the hardness of CVD diamonds reaches GPa. U.S. Patent Application No. 10/889169 provides data on the hardness of CVD diamonds, which is 50-90 GPa, and fracture toughness of 11-20 MPa · m 1/2 .
При термообработке при высоком давлении (р = 5 ГПа, Τ = 1800-2500 К), твердость монокристалла CVD-алмаза достигает 160-180 ГПа (Pat. Appl. 20030230232 US. IPC С 23 С 016/27; с 30 D 021 / 02; С30 D 028/06; С 23 С 016/00. Method of making enhanced CVD-diamond / RH Frushou, W. Li; Appl. 18.12.03).When heat treated at high pressure (p = 5 GPa, Τ = 1800-2500 K), the hardness of a CVD diamond single crystal reaches 160-180 GPa (Pat. Appl. 20030230232 US. IPC C 23 C 016/27; s 30 D 021 / 02; C30 D 028/06; C 23 C 016/00. Method of making enhanced CVD-diamond / RH Frushou, W. Li; Appl. 12/18/03).
После баротермической обработки при меньшей температуре (1570 К) и давлении 8 ГПа в процессе получения гибридного ультратвердого композиционного материала твердость поликристаллического CVD-алмаза повышалась на 80% (Шульженко Α. Α., Ашкинази Ε. Е., Соколов А. Н. и др. Новый гибридные ультратвердый материал // Сверхтв. материалы. - 2010. - №5.-С. 3-14).After barothermic treatment at a lower temperature (1570 K) and a pressure of 8 GPa in the process of obtaining a hybrid ultrahard composite material, the hardness of polycrystalline CVD diamond increased by 80% (Shulzhenko ко. Α., Ashkinazi Ε. E., Sokolov A.N. et al. New hybrid ultrahard material // Superhigh materials. - 2010. - No. 5.-S. 3-14).
Монокристаллы CVD-алмаза (SC-CVD) после отжига при давлениях 5-7 ГПа и температурах 2000-2700 °С имеют твердость 100-160 ГПа и трещиностойкость до 40 МПа·м1/2 (патент США 2389833, кл. С30В 25/00. Опубл. 27 октября 2008).Single crystals of CVD-diamond (SC-CVD) after annealing at pressures of 5-7 GPa and temperatures of 2000-2700 ° C have a hardness of 100-160 GPa and crack resistance up to 40 MPa · m 1/2 (US patent 2389833, class C30B 25 / 00. Published on October 27, 2008).
Таким образом определенные значения параметра износостойкости по формуле для алмазного слоя АТП (Ηv=50 ГПа, Klc=11,7+1,4 МПа·м1/2 ) составят 45-51 условных единиц. В то же время поликристаллический CVD-алмаз (Hv=100-160 ГПа, К1с=11-20 МПа·м1/2) имеет параметр износостойкости - 57-96, а монокристаллический (Ηv=160 ГПа, К1с=30-40 МПа·м1/2) - 162-200, т. е. зубки из CVD-алмаза, расположенные в гнездах алмазного слоя, имеют значительно больший (примерно в 4 раза) параметр износостойкости.Thus, certain values of the wear resistance parameter according to the formula for the ATP diamond layer (Η v = 50 GPa, K lc = 11.7 + 1.4 MPa · m 1/2 ) will amount to 45-51 conventional units. At the same time, polycrystalline CVD diamond (H v = 100-160 GPa, K 1s = 11-20 MPa · 1/2 ) has a wear resistance parameter of 57-96, and single-crystal (Η v = 160 GPa, K 1s = 30-40 MPa · m 1/2 ) - 162-200, i.e., the CVD diamond teeth located in the nests of the diamond layer have a significantly greater (about 4 times) wear resistance parameter.
В связи с тем что породоразрушающий элемент состоит из двух различных по твердости (износостойкости) материалов (алмазоносного слоя АТП и находящегося в нем CVD-алмаза), в процессе бурения он будет работать как резец режуще-стирающего типа в отличие от режущего характера работы "традиционного" резца АТП. Режущая кромка заявляемого породоразрушающего элемента оснащена более жесткими, чем алмазоносный слой АТП, элементами из CVD-алмаза. Менее жесткий алмазоносный слой АТП (-50 ГПа), окружающий элементы из CVD-алмаза (≈100-160 ГПа), будет изнашиваться в процессе бурения быстрее, чем элементы из CVD-алмаза, постепенно обнажая их вершины. Элементы из CVD-алмаза, в свою очередь, постепенно, в процессе работы изнашиваясь и "самозатачиваясь", будут выступать над алмазоносным слоем режущей кромки АТП, образуя на ней профиль в виде гребенки. В свою очередь профиль АТП в виде гребенки при работе бурового инструмента по породам средней крепости и крепким будет создавать "мини-целики", которые при существующей вибрации будут скалываться без дополнительных усилий, снижая при этом энергоемкость инструмента в целом. Кроме того, под действием осевого усилия профиль АТП в виде гребенки будет создавать в массиве буримой породы более развитую, чем при работе традиционной АТП зону предразрушения, существенно снижая энергоемкость процесса разрушения и повышая скорость бурения. Предразрушение породы должно сопровождать процесс бурения в течение всего периода работы инструмента до полного износа выступающей над поверхностью корпуса части заявляемого породоразрушающего элемента. Предполагается, что при этом механическая скорость бурения таким инструментом не будет претерпевать значительные изменения.Due to the fact that the rock cutting element consists of two materials of different hardness (wear resistance) (ATP diamondiferous layer and the CVD diamond located in it), during drilling it will work as a cutting-erasing type cutter in contrast to the cutting nature of the "traditional" "ATP cutter. The cutting edge of the inventive rock cutting element is equipped with stiffer CVD diamond elements than the ATP diamond layer. A less rigid ATP diamondiferous layer (-50 GPa) surrounding CVD diamond elements (≈100-160 GPa) will wear out faster during drilling than CVD diamond elements, gradually exposing their vertices. Elements from CVD diamond, in turn, gradually wear out and “self-sharpen” during operation, will protrude above the diamondiferous layer of the ATP cutting edge, forming a comb-like profile on it. In turn, the ATP profile in the form of a comb during the operation of a drilling tool over medium-strength and strong rocks will create "mini pillars" that, with the existing vibration, will chip away without additional efforts, while reducing the energy consumption of the tool as a whole. In addition, under the action of axial force, an ATP profile in the form of a comb will create a pre-fracture zone more developed than in a conventional ATP array, significantly reducing the energy intensity of the fracture process and increasing the drilling speed. Pre-fracturing of the rock should accompany the drilling process throughout the entire period of the tool until the wear of the part of the inventive rock-breaking element protruding above the surface of the housing. It is assumed that the mechanical drilling speed of such a tool will not undergo significant changes.
Особенно актуально применение заявляемого породоразрушающего элемента при бурении перемежающихся по твердости пород. Механизм разрушения указанных пород будет следующим. При проходке слоя мягкой или средней жесткости породы указанный породоразрушающий элемент в целом будет работать в режиме чистого резания. При внедрении его в более твердую породу будет вступать в работу CVD-алмаз на рабочей режущей кромке АТП. Помимо образования в массиве горной породы дополнительной зоны предразрушения, элемент из CVD-алмаза будет защищать режущую кромку породоразрушающего элемента от ее катастрофического износа.Especially relevant is the use of the inventive rock cutting element when drilling alternating hardness rocks. The mechanism of destruction of these rocks will be as follows. When a layer of soft or medium hardness is drilled, the specified rock-breaking element as a whole will work in the clean cutting mode. When introduced into a harder rock, a CVD diamond will enter into operation on the working cutting edge of the ATP. In addition to the formation of an additional pre-fracture zone in the rock mass, a CVD diamond element will protect the cutting edge of the rock-cutting element from its catastrophic wear.
При формировании породоразрушающего элемента (АТП) согласно формуле изобретения алмазный слой выполнен из спеченной смеси алмазного микропорошка и активирующей добавки с расположенными в нем на расстоянии 0-0,25 D от диаметральной плоскости пластины зубками из CVD-алмаза. Опыт использования АТП в породоразрушающем инструменте показывает, что пластина изнашивается на 1/3 диаметра. Поэтому расположение зубков CVD-алмаза на плоскости больше половины диаметра нецелесообразно.When forming a rock cutting element (ATP) according to the claims, the diamond layer is made of a sintered mixture of diamond micropowder and an activating additive with CVD diamond teeth located at a distance of 0-0.25 D from the diametrical plane of the plate. The experience of using ATP in a rock cutting tool shows that the plate wears out 1/3 of the diameter. Therefore, the location of the CVD diamond teeth on a plane of more than half the diameter is impractical.
Зубки CVD-алмаза согласно формуле изобретения имеют толщину 0,1-0,7 мм и высоту 0,5-1,0 мм. Нижний предел толщины зубков из CVD-алмаза ограничивается условием сохранения гребенчатого профиля пластины, т. е. не должно быть преждевременное уменьшение толщины зубка. Верхний предел толщины зубков CVD-алмаза ограничивается условием создаваемых углублений между зубками.The CVD diamond teeth according to the claims have a thickness of 0.1-0.7 mm and a height of 0.5-1.0 mm. The lower limit of the thickness of the CVD diamond cloves is limited by the condition of maintaining the ridge profile of the plate, i.e. there should not be a premature reduction in the clove thickness. The upper limit of the thickness of the cloves of CVD diamond is limited by the condition of the created recesses between the cloves.
Наибольший эффект достигается, когда зубки CVD-алмаза расположены в гнездах, расстояние между которыми составляет 0,1-0,3 диаметра пластины. При этом нижнее значение размера расстояния относится к АТП диаметром 16-20 мм, а верхнее - к пластинам диаметром 9-16 мм. Обусловлено это тем, чтобы режущая кромка, в процессе работы постепенно изнашиваясь, сохраняла профиль в виде гребенки. Кроме того, расположение зубков CVD-алмаза в алмазном слое на таком расстоянии между собой повышает твердость CVD-алмаза за счет деформационного пластического упрочнения при его обжиме. Это связано с увеличением концентрации структурных дефектов в этом материале. Последнее подтверждается тем, что после спекания ширина алмазной линии CVD-алмаза в спектре комбинационного рассеяния света увеличивается (снимали на установке LABRAM HR).The greatest effect is achieved when the teeth of the CVD diamond are located in the nests, the distance between which is 0.1-0.3 diameter of the plate. In this case, the lower value of the distance size refers to ATP with a diameter of 16-20 mm, and the upper one - to plates with a diameter of 9-16 mm. This is due to the fact that the cutting edge, in the process of gradually wearing out, maintains a profile in the form of a comb. In addition, the location of the CVD diamond teeth in the diamond layer at such a distance between them increases the hardness of CVD diamond due to strain hardening during crimping. This is due to an increase in the concentration of structural defects in this material. The latter is confirmed by the fact that after sintering, the width of the CVD diamond diamond line in the Raman spectrum is increased (recorded on a LABRAM HR setup).
Поликристаллический CVD-алмаз получают в виде пластин диаметром 100-300 мм. После порезки таких пластин остаются нестандартного размера обрезки, которые обычно идут в отходы. Однако эти нестандартные обрезки могут быть использованы при изготовлении АТП. Поэтому в алмазном слое зубки могут представлять собой как сплошную пластинку, так и могут состоять из отдельных частиц CVD-алмаза.Polycrystalline CVD diamond is obtained in the form of plates with a diameter of 100-300 mm. After cutting such plates, the non-standard size of the trim remains, which usually goes to waste. However, these non-standard trimming can be used in the manufacture of ATP. Therefore, in the diamond layer, the teeth can be either a continuous plate, or they can consist of individual particles of CVD diamond.
В качестве материала зубков могут использоваться "черные" поликристаллические CVD-алмазы, CVD-алмазы, структура которых не содержит аморфизованных sp фаз карбона; монокристаллические CVD-алмазы (SC-CVD), а также CVD-алмазы (светлые), используемые в электронике. Объясняется это тем, что когда АТП используются для оснащения породоразрушающего инструмента для работы в мягких (пластичных) породах, то зубки изготавливаются из "черных" более дешевых CVD-алмазов. При бурении средних пород зубки выполняются с более высокими физико-механическими свойствами (твердостью и трещиностойкостью), обуславливающими высокую износостойкость, структура которых не содержит аморфизованных sp фаз карбона. Особенность применения таких CVD-алмазов заключается в увеличении более чем в два раза износостойкости после термической обработки (патент Украины на полезную модель № 71249, МПК С 04 В 38/00 "Способ получения износостойкого сверхтвердого материала". - Опубл. 10.07.2012, Бюл. № 13).As clove material, “black” polycrystalline CVD diamonds, CVD diamonds, the structure of which does not contain amorphized sp phases of carbon fiber, can be used; single crystal CVD diamonds (SC-CVD), as well as CVD diamonds (light) used in electronics. This is explained by the fact that when ATPs are used to equip a rock cutting tool for working in soft (plastic) rocks, the teeth are made of “black” cheaper CVD diamonds. When drilling medium-sized rocks, the teeth are made with higher physical and mechanical properties (hardness and fracture toughness), which cause high wear resistance, the structure of which does not contain amorphized sp phases of carbon. A feature of the use of such CVD diamonds is more than double the wear resistance after heat treatment (Ukrainian patent for utility model No. 71249, IPC C 04 V 38/00 "Method for producing wear-resistant superhard material." - Publish. 10.07.2012, Bull . No. 13).
Для бурения перемежающихся и твердых пород в алмазном слое АТП располагаются зубки из монокристаллического CVD-алмаза (SC-CVD-алмаз) с твердостью до 160 ГПа.For drilling intermittent and hard rock in the ATP diamond layer, teeth made of single-crystal CVD diamond (SC-CVD diamond) with a hardness of up to 160 GPa are located.
Примеры конкретной реализации изобретения проиллюстрированы на чертежах (прилагаются), где на фиг. 1 показано снаряжение ячейки высокого давления перед спеканием, а на фиг. 2-6 - общий вид АТП после механической обработки, на фиг. 7 - вид режущей кромки после износа.Examples of specific implementations of the invention are illustrated in the drawings (attached), where in FIG. 1 shows the equipment of a high-pressure cell before sintering, and FIG. 2-6 is a general view of the ATP after machining, in FIG. 7 is a view of the cutting edge after wear.
ПримерExample
Для снаряжения ячейки высокого давления (фиг. 1) в контейнере из литографского камня 1 располагали трубчатый нагреватель 4 и экран 12 из тугоплавких металлов (тантала, ниобия и т.п.). В ограниченное трубчатым нагревателем пространство последовательно размещали теплоизолирующий диск 2, спрессованный из пирофиллита, и нагревательный диск из графита 3, а в ограниченное экраном пространство - твердосплавную пластину 5, спеченную из сплава ВК10-ВК20 и предварительно механически обработанную. На поверхность твердосплавной пластины засыпали алмазную смесь 6 определенной массы, в которой располагали зубки 7 из CVD-алмаза, и далее, при необходимости, пропитывающий диск 8 (при реализации варианта спекания с пропитывающим диском), спрессованный, например, из смеси кремния и графита, электроизолирующий диск 3, молибденовый диск 9, железный цилиндр 10 и втулку 11 из литографского камня.To equip a high-pressure cell (Fig. 1), a
В состав алмазной смеси входят микропорошки как синтетических, так и природных алмазов и их смеси. Повышение износостойкости алмазного композиционного поликристаллического материала достигается за счет оптимального выбора соотношения порошков природных и синтетических алмазов. Зерна микропорошков синтетических алмазов имеют более развитую поверхность. Их удельная поверхность почти в 1,5 раза больше чем у природных. Это способствует формированию связей алмаз-алмаз и повышению прочности материала.The composition of the diamond mixture includes micropowders of both synthetic and natural diamonds and their mixtures. Improving the wear resistance of a diamond composite polycrystalline material is achieved due to the optimal choice of the ratio of powders of natural and synthetic diamonds. Synthetic diamond micropowder grains have a more developed surface. Their specific surface is almost 1.5 times larger than that of natural ones. This contributes to the formation of diamond-diamond bonds and increase the strength of the material.
Использование природных алмазов, имеющих более высокую абразивную способность, твердость и прочность, позволяет изготовить материал с повышенной износостойкостью.The use of natural diamonds having a higher abrasive ability, hardness and strength makes it possible to produce a material with increased wear resistance.
Так, интенсивность изнашивания композита, спеченного из природного алмаза, более чем в 6 раз ниже, чем композита, спеченного из синтетических алмазов (Шульженко А. А, Ножкина А.В., Гаргин В. Г. и др. Сравнительные физико-механические характеристики микропорошков синтетического и природного алмаза и поликристаллического копозиционных материалов на их основе // Сверхтвердые материалы. - 2008. - № 5. - С. 7-15).Thus, the wear rate of a composite sintered from natural diamond is more than 6 times lower than that of a composite sintered from synthetic diamonds (Shulzhenko A. A, Nozhkina A.V., Gargin V.G. et al. Comparative physical and mechanical characteristics micropowders of synthetic and natural diamond and polycrystalline composite materials based on them // Superhard materials. - 2008. - No. 5. - P. 7-15).
Что касается термостабильности природных и синтетических алмазов, то природные алмазы не содержат металлических примесей и поэтому практически не снижают своих физико-механических свойств до температуры 1400 °С. В то же время большинство порошков синтетических алмазов, которые выпускаются на территории СНГ, снижают свою прочность после отжига до 1000 °С.As for the thermal stability of natural and synthetic diamonds, natural diamonds do not contain metallic impurities and therefore practically do not reduce their physical and mechanical properties to a temperature of 1400 ° C. At the same time, most synthetic diamond powders, which are produced in the CIS, reduce their strength after annealing to 1000 ° C.
Размер зерен микропорошков алмазов составляет 1-50 мкм. В зависимости от размера зерен алмазный слой имеет разную прочность. Так, если количество зерен в 1 карате алмазного порошка зернистостью 50/40 мкм составляет около 6,99-105 штук, то количество зерен в 1 карате порошка с размером зерен 14/10 мкм ориентировочно составляет 1,00-10 штук (Бакуль В. Н. Число зерен в одном карате - одна из важнейших характеристик алмазного порошка // Синтетические алмазы. - 1976. - № 4. - С. 22-27), т. е. в 15 раз больше. Это способствует увеличению в столько же раз количества контактов между зернами, образованию дополнительных связей алмаз-алмаз и увеличению прочности спеченного материала. Кроме того, удельная поверхность зерен синтетических алмазов размером 28/20 составляет 0,21 м /г, в то же время зерен синтетических алмазов размером 2/1 составляет 3,98 м /г, что практически в 20 раз больше (Богатырева Г. П., Гвяздовская В. Л. Удельная поверхность синтетических алмазов // Сверхтвердые материалы. -1986. - № 2. - С. 25-28), что также приводит к увеличению количества связей алмаз-алмаз и таким образом способствует повышению прочности полученного материала.The grain size of diamond micropowders is 1-50 microns. The diamond layer has different strengths depending on the grain size. So, if the number of grains in 1 carat of diamond powder with a grain size of 50/40 microns is about 6.99-105 pieces, then the number of grains in 1 carat of powder with a grain size of 14/10 microns is approximately 1.00-10 pieces (Bakul V. H. The number of grains in one carat is one of the most important characteristics of diamond powder // Synthetic Diamonds. - 1976. - No. 4. - P. 22-27), i.e. 15 times more. This contributes to an increase in the number of contacts between grains, the formation of additional diamond-diamond bonds and an increase in the strength of sintered material. In addition, the specific surface area of 28/20 synthetic diamond grains is 0.21 m / g, while 2/1 synthetic diamond grains are 3.98 m / g, which is almost 20 times larger (G. Bogatyreva ., Gvyazdovskaya V. L. Specific surface of synthetic diamonds // Superhard materials. -1986. - No. 2. - P. 25-28), which also leads to an increase in the number of diamond-diamond bonds and thus helps to increase the strength of the obtained material.
В алмазную смесь могут также добавляться нанопорошки алмазов с размером зерен от 100 нм до нескольких нанометров.Diamond nanopowders with grain sizes from 100 nm to several nanometers can also be added to the diamond mixture.
Засыпанную алмазную смесь разравнивали пуансоном с плоской торцевой поверхностью. С помощью формовочного шаблона, в котором изготовлены выступы по схеме расположения зубков CVD-алмаза в алмазном слое, в смеси выполняли углубления. В этих углублениях располагали зубки CVD-алмаза и закрывали диском из молибдена, далее последовательно размещали графитовый диск, электроизолирующий диск, спрессованный из графитоподобного нитрида бора, проводники электрического тока - молибденовый диск и железный цилиндр, втулку из литографского камня. В том случае когда зубки из CVD-алмаза расположены внутри алмазного слоя пластины (фиг. 2), после их помещения в углубления засыпают сверху слой алмазной смеси, разравнивая ее пуансоном.The filled diamond mixture was leveled with a punch with a flat end surface. Using the molding template, in which the protrusions were made according to the arrangement of the cloves of CVD diamond in the diamond layer, recesses were made in the mixture. The CVD diamond teeth were placed in these depressions and covered with a molybdenum disk, then a graphite disk, an electrically insulating disk pressed from graphite-like boron nitride, electric current conductors — a molybdenum disk and an iron cylinder, a lithographic stone bushing were successively placed. In the case when the CVD diamond teeth are located inside the diamond layer of the plate (Fig. 2), after they are placed in the recesses, a layer of the diamond mixture is poured on top, leveling it with a punch.
Согласно формуле изобретения алмазный слой выполнен из спеченной смеси алмазного микропорошка и активирующей добавки с расположенными в нем на расстоянии 0-0,25 D от диаметральной плоскости пластины зубками из CVD-алмаза толщиной в 0,1-0,7 мм и высотой 0,5-1,0 мм, где D - диаметр пластины.According to the claims, the diamond layer is made of a sintered mixture of diamond micropowder and an activating additive with CVD diamond teeth 0.1-0.7 mm thick and 0.5 high located at a distance of 0-0.25 D from the diametrical plane of the plate -1.0 mm, where D is the diameter of the plate.
При формировании алмазного слоя АТП активирующая добавка, во-первых, за счет химического взаимодействия препятствует протеканию химических реакций с кислородом, которые ведут к образованию летучих оксидов и, как следствие, повышают пористость материала. Во-вторых, взаимодействуя с другими примесями (в частности, с графитом или аморфным углеродом) активирующая добавка существенно снижает их негативное влияние на физико-механические свойства материала, при этом также уменьшается количество пор.During the formation of the ATP diamond layer, the activating additive, firstly, due to chemical interaction, prevents the occurrence of chemical reactions with oxygen, which lead to the formation of volatile oxides and, as a result, increase the porosity of the material. Secondly, interacting with other impurities (in particular, with graphite or amorphous carbon), the activating additive significantly reduces their negative effect on the physicomechanical properties of the material, while the number of pores is also reduced.
Кроме того, активирующая добавка способствует снижению температуры начала пластической деформации на контактах зерен, что обеспечивает повышение прочности поликристаллического каркаса.In addition, the activating additive reduces the temperature of the onset of plastic deformation at the contacts of the grains, which increases the strength of the polycrystalline frame.
В качестве активирующей добавки могут использоваться порошки кремния и его соединений TiSi2, Co2Si, ZrSi2, CoSi2 и др.Powders of silicon and its compounds TiSi 2 , Co 2 Si, ZrSi 2 , CoSi 2 , etc. can be used as an activating additive.
При использовании методов крепления пластин в корпусе инструмента, не требующих высокой термостабильности АТП (использование механического крепления или пайки низкотемпературными (до 1000 К) припоями) используют активирующие добавки из ряда переходных металлов Периодической системы элементов, например Fe, Ni, Со, их сплавы и др.When using methods of fastening plates in the tool body that do not require high thermal stability of ATP (using mechanical fastening or soldering with low-temperature (up to 1000 K) solders), activating additives from a number of transition metals of the Periodic system of elements, for example Fe, Ni, Co, their alloys, etc. are used. .
При изготовлении АТП активирующая добавка может или входить в состав смеси с алмазным и порошками, или из порошков, составляющих активирующую добавку, изготавливают (прессуют) пропитывающие диски. При использовании активирующей добавки в виде пропитывающих дисков их располагали на алмазном слое после укладки зубков из CVD-алмаза или после разравнивания алмазной смеси пуансоном (в случае, когда зубки из CVD-алмаза расположены внутри алмазного слоя пластины). При температуре спекания пропитывающий диск плавится и пропитывает алмазный слой с расположенными в нем зубками из CVD-алмаза. В конечном итоге алмазный слой пластины представляет собой спеченную смесь алмазного микропорошка и активирующей добавки с расположенными в нем на расстоянии 0-0,25 D от диаметральной плоскости пластины зубками из CVD-алмаза.In the manufacture of ATP, the activating additive can either be part of a mixture with diamond and powders, or impregnating discs are made (pressed) from the powders that make up the activating additive. When using an activating additive in the form of impregnating disks, they were placed on the diamond layer after laying the CVD diamond teeth or after leveling the diamond mixture with a punch (in the case when the CVD diamond teeth are located inside the diamond layer of the plate). At sintering temperature, the impregnating disk melts and impregnates the diamond layer with CVD diamond teeth located in it. Ultimately, the diamond layer of the plate is a sintered mixture of diamond micropowder and an activating additive with CVD diamond teeth located at a distance of 0-0.25 D from the diametrical plane of the plate.
Спекание выполняли в аппарате высокого давления типа "тороид" при давлении 4,0-9,0 ГПа, температура составляла 1350-1700 °С, продолжительность спекания - от нескольких до 600 с. Для АТП, которые используются для оснащения породоразрушающего инструмента, оптимальное время спекания составляет 20-40 с.Sintering was carried out in a toroid type high-pressure apparatus at a pressure of 4.0–9.0 GPa, the temperature was 1350–1700 ° C, and the sintering time was from several to 600 s. For ATP, which are used to equip the rock cutting tool, the optimal sintering time is 20-40 s.
Таким способом были получены образцы АТП диаметром 15 мм и высотой 4 мм. После спекания была проведена механическая обработка спеченных образцов АТП, состоящей из твердосплавной пластины и алмазного слоя с зубками из CVD-алмаза.In this way, ATP samples with a diameter of 15 mm and a height of 4 mm were obtained. After sintering, the sintered ATP samples were machined, consisting of a carbide plate and a diamond layer with CVD diamond teeth.
В изготовленной согласно формуле изобретения АТП в алмазном слое сочетаются положительные свойства порошков алмаза и зубков CVD-алмаза. Это дает возможность использовать такой материал для оснащения породоразрушающего и других инструментов, работающих в условиях интенсивного абразивного износа и где необходимо обеспечить максимальную скорость бурения для снижения затрат на бурение скважин.ATP manufactured in accordance with the claims in a diamond layer combines the positive properties of diamond powders and CVD diamond cloves. This makes it possible to use such material to equip rock cutting and other tools operating in conditions of intensive abrasive wear and where it is necessary to ensure the maximum drilling speed to reduce the cost of drilling wells.
Как известно, спуско-подъемные операции (СПО) являются наиболее трудоемкими работами при бурении - затраты времени на указанную операцию увеличиваются почти в кубической зависимости от глубины скважины. Это объясняется тем, что на больших глубинах залегают более крепкие породы, углубление за рейс снижается в связи с ухудшением точности подачи снаряда; уменьшается скорость подъема в связи с увеличением веса снаряда. Кроме того, в глубоких скважинах СПО проводятся чаще в связи с более частыми авариями, необходимостью инклинометрическихи измерений, изоляции зон поглощений и т.д. Ограниченная протяженность керноприемной трубы, частое самозаклинивание керна при бурении трещиноватых пород вызывают необходимость изъятия всего бурового снаряда, несмотря на еще высокую разрушающую способность самого породоразрушающего инструмента.As you know, hoisting operations (STR) are the most time-consuming operations when drilling - the time spent on this operation increases almost cubic depending on the depth of the well. This is because stronger rocks occur at greater depths, the recess for the flight is reduced due to the deterioration of the accuracy of the projectile; Ascent rate decreases due to an increase in projectile weight. In addition, in deep wells, STRs are conducted more often in connection with more frequent accidents, the need for inclinometric measurements, isolation of absorption zones, etc. The limited length of the core receiving pipe, the frequent self-jamming of the core during drilling of fractured rocks necessitate the removal of the entire drill, despite the still high destructive ability of the rock cutting tool itself.
Одним из существенных путей повышения скоростей сооружения геологоразведочных скважин, главным образом из-за уменьшения количества СПО бурового снаряда, является колонковое бурение снарядами со съемными керноприемниками (ССК), которые обеспечивают возможность извлечения керна через колонну бурильных труб без ее подъема на поверхность. Поскольку керн поднимается в керноприемниках на канате, необходимо обеспечить максимальную износостойкость породоразрушающего инструмента, чтобы как можно реже поднимать бурильную колонну для его замены. При этом производительность бурения в основном зависит от стойкости используемого породоразрушающего инструмента и механической скорости бурения.One of the significant ways to increase the speed of construction of exploration wells, mainly due to a decrease in the number of STRs of a drill, is core drilling with shells with removable core receivers (SSK), which provide the ability to extract core through a string of drill pipes without lifting it to the surface. Since the core rises in the core receivers on the rope, it is necessary to ensure maximum wear resistance of the rock cutting tool in order to raise the drill string as rarely as possible to replace it. Moreover, drilling performance mainly depends on the durability of the rock cutting tool used and the mechanical drilling speed.
Применение заявляемой АТП, алмазный слой которой включает зубки из CVD-алмаза, в породоразрушающем инструменте для снарядов со съемным керноприемником за счет его повышенной износостойкости позволяет увеличить стойкость породоразрушающего инструмента в целом и уменьшить затраты времени на вспомогательные операции в 2,0-2,5 раза в связи со значительным сокращением доли СПО в общем балансе времени сооружения скважины. Кроме того, за счет постоянного "самозатачивания" режущей кромки заявляемого элемента и поддержания высокой механической скорости бурения производительность бурения скважин повышается в 1,2-2,0 раза. Снижение частоты СПО приводит к существенному уменьшению количества операций свинчивания и развинчивания бурильной колонны, тем самым увеличивая срок службы всего комплекса ССК и снижая затраты на 1 погонный метр бурения.The use of the inventive ATP, the diamond layer of which includes teeth made of CVD diamond, in a rock cutting tool for shells with a removable core receiver due to its increased wear resistance allows to increase the resistance of the rock cutting tool as a whole and reduce the time required for auxiliary operations by 2.0-2.5 times due to a significant reduction in the share of open source software in the overall balance of the time of well construction. In addition, due to the constant "self-sharpening" of the cutting edge of the inventive element and maintaining a high mechanical drilling speed, the productivity of drilling wells increases 1.2-2.0 times. Reducing the frequency of STRs leads to a significant reduction in the number of screwing and unscrewing of the drill string, thereby increasing the service life of the entire complex of SSCs and reducing costs per 1 meter of drilling.
Выше описаны предпочтительные варианты осуществления предлагаемого изобретения, позволяющие понять его сущность, однако при этом возможны варианты, конкретно не приведенные в описании, которые могут быть реализованы без отклонения от сущности и объема изобретения, как определено в прилагаемой формуле изобретения.The above described preferred embodiments of the present invention, allowing to understand its essence, however, there are possible options not specifically described in the description that can be implemented without deviating from the essence and scope of the invention, as defined in the attached claims.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012148773/02A RU2541241C2 (en) | 2012-11-19 | 2012-11-19 | Diamond-carbide plate |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012148773/02A RU2541241C2 (en) | 2012-11-19 | 2012-11-19 | Diamond-carbide plate |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012148773A RU2012148773A (en) | 2014-05-27 |
RU2541241C2 true RU2541241C2 (en) | 2015-02-10 |
Family
ID=50774948
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012148773/02A RU2541241C2 (en) | 2012-11-19 | 2012-11-19 | Diamond-carbide plate |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2541241C2 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU782958A1 (en) * | 1977-08-29 | 1980-11-30 | Ленинградский Ордена Трудового Красного Знамени Технологический Институт Им. Ленсовета | Method of making diamong earth-drilling tool |
RU2210488C2 (en) * | 1998-07-31 | 2003-08-20 | Сумитомо Электрик Индастриз, Лтд. | Sintered diamond blank and method for making it |
EP1317331B1 (en) * | 2000-09-13 | 2007-06-13 | Element Six (PTY) Ltd | Method of making a tool insert |
US7585342B2 (en) * | 2006-07-28 | 2009-09-08 | Adico, Asia Polydiamond Company, Ltd. | Polycrystalline superabrasive composite tools and methods of forming the same |
UA85947U (en) * | 2013-05-22 | 2013-12-10 | Харьковский Университет Воздушных Сил Имени Ивана Кожедуба | Channel for automated tracking aircrafts by direction with use of frequencies of inter-mode beats and capability of search, formation and processing the aircraft image for a range test complex |
-
2012
- 2012-11-19 RU RU2012148773/02A patent/RU2541241C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU782958A1 (en) * | 1977-08-29 | 1980-11-30 | Ленинградский Ордена Трудового Красного Знамени Технологический Институт Им. Ленсовета | Method of making diamong earth-drilling tool |
RU2210488C2 (en) * | 1998-07-31 | 2003-08-20 | Сумитомо Электрик Индастриз, Лтд. | Sintered diamond blank and method for making it |
EP1317331B1 (en) * | 2000-09-13 | 2007-06-13 | Element Six (PTY) Ltd | Method of making a tool insert |
US7585342B2 (en) * | 2006-07-28 | 2009-09-08 | Adico, Asia Polydiamond Company, Ltd. | Polycrystalline superabrasive composite tools and methods of forming the same |
UA85947U (en) * | 2013-05-22 | 2013-12-10 | Харьковский Университет Воздушных Сил Имени Ивана Кожедуба | Channel for automated tracking aircrafts by direction with use of frequencies of inter-mode beats and capability of search, formation and processing the aircraft image for a range test complex |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012148773A (en) | 2014-05-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2564011B1 (en) | Methods of forming polycrystalline compacts | |
RU2532932C2 (en) | Insert for crushing tool, method of its production and tool with said insert | |
EP0214795B1 (en) | Tool component | |
US10160099B2 (en) | Selectively leached, polycrystalline structures for cutting elements of drill bits | |
US10100583B2 (en) | Cutting elements with wear resistant diamond surface | |
US20120037430A1 (en) | Polycrystalline diamond | |
CN106761429A (en) | A kind of diamond drill machine tooth | |
CN208122768U (en) | A kind of heavy caliber drilling construction diamond bit | |
CN103924930A (en) | Impregnated tooth applicable to high-abrasiveness hard formation and preparation method thereof | |
CN110056313A (en) | The impregnated diamond composite block of PDC- | |
CN104646674B (en) | The method and its product of a kind of diamond and metal base produced with combination wearing piece | |
CN201389999Y (en) | Enhancing diamond compact | |
RU2541241C2 (en) | Diamond-carbide plate | |
KR20110134392A (en) | Abrasive inserts | |
CN107923226B (en) | Cutting element with impact resistant diamond body | |
US20180016848A1 (en) | Anti-Balling Drill Bit and Method of Making Same | |
CN105672891A (en) | High-thermal-stability polycrystalline diamond compact | |
CN104295240A (en) | Novel diamond bit | |
UA107698C2 (en) | DIAMOND-CARBIDE PLATE | |
US11199051B2 (en) | Cutting elements with wear resistant diamond surface | |
Kozhevnykov et al. | The drill bits: history and modern experience | |
Кожевников et al. | THE DRILL BITS: HISTORY AND MODERN EXPERIENCE | |
CN115815605A (en) | Production process of long-life drill bit of oriented composite sheet | |
Yang et al. | Study on diamond bit for hard and compact rock | |
GB2573405A (en) | Method of processing polycrystalline super hard material |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191120 |