Επισκόπηση εργαλείων διάτρησης με διαμάντια

Τα κομμάτια διαμαντιών χρησιμοποιούνται ευρέως για εξερεύνηση, γεώτρηση και εκχύλιση στη γεωλογία, την υδροηλεκτρική μηχανική, τη μεταλλουργία, τα άνθρακα, το πετρέλαιο και τη μηχανική κατασκευής. Σε σύγκριση με τα παραδοσιακά κομμάτια από χάλυβα και σκληρά κράματα, τα κομμάτια διαμαντιού έχουν μια σειρά πλεονεκτημάτων όπως η υψηλή απόδοση γεώτρησης, η καλή ποιότητα γεώτρησης, το χαμηλό κόστος γεώτρησης, ο ελαφρύς εξοπλισμός, η εύκολη λειτουργία και τα λιγότερα ατυχήματα.

 

Το παλαιότερο ρεκόρ της χρήσης του διαμαντιού ως εργαλείου γεώτρησης για τις ημερομηνίες γεώτρησης βράχου πίσω στο 1751, όταν το φυσικό διαμάντι ήταν ενσωματωμένο με το χέρι σε ένα εργαλείο γεώτρησης παρόμοιο με ένα τρυπάνι. Περίπου το 1860 αναπτύχθηκε η πρώτη εξέδρα διαμάχης διαμάχης, αυξάνοντας σημαντικά τη μηχανισμό της γεώτρησης. Στη συνέχεια, η τεχνολογία κατασκευής και γεώτρησης διαμαρτυρίας διαδοχικά υιοθετήθηκε διαδοχικά και αναπτύχθηκε ταχέως από ορισμένες ανεπτυγμένες χώρες όπως οι Ηνωμένες Πολιτείες. Περίπου το 1945, οι άνθρωποι άρχισαν να μελετούν τη χρήση της μεταλλουργίας σε σκόνη για την κατασκευή διαμαντιών τρυπανιών και πέτυχαν επιτυχία. Ταυτόχρονα, προέκυψε επίσης τεχνολογία γεώτρησης υψηλής ταχύτητας, και έκτοτε, το Diamond, ειδικά το λεπτόκοκκο διαμάντι, χρησιμοποιείται όλο και περισσότερο στη διάτρηση. Η εμφάνιση συνθετικών διαμαντιών στη δεκαετία του 1950 προώθησε περαιτέρω την ανάπτυξη των τρυπανιών. Σύμφωνα με τα ελλιπή στατιστικά στοιχεία, 60-80% των συνολικών εργασιών γεώτρησης σε ορισμένες ανεπτυγμένες χώρες εκείνη τη στιγμή ολοκληρώθηκε από διαμάντια τρυπάνια. Από το 1960 έως το 1967, τα τρυπάνια διαμαντιών αντιπροσώπευαν 20-30% περιστροφικών γεώτρησης στις Ηνωμένες Πολιτείες. Το 1975, ο όγκος γεώτρησης των γεωλογικών πετρωμάτων έφθασε περίπου 5,5 εκατομμύρια μέτρα. Το συνολικό βάθος γεώτρησης των διαμαντιών τρυπανιών που χρησιμοποιήθηκαν από την πρώην Σοβιετική Ένωση το 1967 ήταν περίπου 1.

 

Στις αρχές της δεκαετίας του 1970, αναπτύχθηκαν κομμάτια διαμάχης πολυκρυσταλλικών και σύνθετων δίσκων (PDC). Το 1973, η American Christensen Company συνεργάστηκε με την εταιρεία GE Company για την ανάπτυξη κομμάτων PDC Drill, τα οποία αργότερα χρησιμοποιήθηκαν ευρέως σε πετρέλαιο, γεωλογική εξερεύνηση ή γεώτρηση. Το διάσημο τρυπάνι Geoset είναι ένα σκληρό τρυπάνι μήτρας που κατασκευάζεται από μεταλλουργία σε σκόνη χρησιμοποιώντας τριγωνικούς ή πολυγωνικούς κρυστάλλους διαμαντιών, οι οποίοι είναι πυκνά τοποθετημένοι στην άκρη του τρυπανιού με τη μορφή πυρήνων καλαμποκιού. Το τρυπάνι Stratapax ενσωματώνει πολυκρυσταλλικά ή σύνθετα κομμάτια στο σώμα του τρυπανιού σε μια λωρίδα φλούδας καρπούζι ή σχέδιο διανομής σπειροειδούς λεπίδας και ασκεί μια επίδραση διάτμησης στο βράχο με την αιχμή κάθετη προς την κατεύθυνση επεξεργασίας. Είναι κατάλληλο για γεώτρηση μαλακών και μεσαίων σκληρών πετρωμάτων, με απόδοση γεώτρησης 40-60 cm/min και μια ζωή τρυπανιού ακόμη και πάνω από 4000 μέτρα. Τα κομμάτια τρυπανιών της σειράς σύνδρομων από το De Beers είναι επίσης παρόμοια με τα κομμάτια τρυπανιών Stratapax.

 

 

Η έρευνα και η εφαρμογή των τρυπανιών διαμαντιών στην Κίνα ξεκίνησε σχετικά αργά (στα μέσα -1960 s), αλλά αναπτύχθηκε γρήγορα. Στη δεκαετία του 1970, χρησιμοποιήθηκαν ευρέως σε βιομηχανίες όπως η μεταλλουργία, η γεωλογία, τα άνθρακα και το πετρέλαιο. Ειδικά στον τομέα του πετρελαίου, η έρευνα, η εισαγωγή και η εφαρμογή της τεχνολογίας κατασκευής και γεώτρησης διαμαντιών διαμαντιών έχουν τονιστεί για μεγάλο χρονικό διάστημα και έχουν επιτύχει καλά αποτελέσματα. Για παράδειγμα, το 1972, το πετρελαϊκό πεδίο Shengli χρησιμοποίησε την εγχώρια παραγόμενη συνθετική πολυκρυσταλλική διαμαρτυρία διαμαντιών τριών τελεστών (που είναι κατάλληλα για μαλακότερους σχηματισμούς) και ένα τρυπάνι διάτρησε το υψηλότερο επίπεδο 2858,56 μέτρων, συνειδητοποιώντας την επιθυμία της διάτρησης με ένα τρυπάνι. Σύμφωνα με ατελείς στατιστικές, το πετρελαϊκό πεδίο Shengli μοιράστηκε περίπου 3500 κομμάτια τρυπανιών PDC κατά τη διάρκεια της δεκαετίας του 1980 και του 1990, με ένα σωρευτικό βάθος γεώτρησης περίπου 7 εκατομμυρίων μέτρων και ένα μέσο βάθος διάτρησης περίπου 2000 μέτρων ανά bit.