Завод по производству высокоэффективных алмазных буровых коронок

Когда слышишь про алмазные буровые коронки, многие сразу думают о дорогих импортных решениях, но на деле российские производства уже давно научились делать конкурентоспособные модели. Проблема часто не в технологиях, а в подходах к проектированию и тестированию.

Ошибки в выборе матрицы для коронок

Раньше мы на заводе по производству упорно копировали немецкие составы металлической матрицы, пока не поняли: наши алмазы другой фракции, и присадки должны быть адаптированы под местное сырьё. Одна партия коронок просто рассыпалась после 20 метров бурения в граните — оказалось, медь в сплаве была слишком мягкой для наших условий.

Пришлось пересмотреть всю цепочку — от закупки порошков до режимов спекания. Сейчас работаем с высокоэффективными составами на основе вольфрама, но до идеала далеко. Например, для мрамора нужна одна жесткость матрицы, для кварцита — другая, и универсальных решений нет.

Коллеги из ООО Чэнду Цзитао Машиностроительное оборудование (https://www.jitbit.ru) как-то делились опытом — у них своя лаборатория для тестов наполнителей. Их команда с 2011 года накопила данные по разным геологическим условиям, и это чувствуется в стабильности их стальных буровых головок. Жаль, что с алмазными коронками они пока не так активны.

Проблемы с балансировкой при высоких оборотах

Если коронка не сбалансирована, даже самый качественный алмазный слой не спасёт — вибрация съедает ресурс за считанные часы. Помню, на одном из карьеров в Сибири бурильщики жаловались на трещины в хвостовиках. Разобрались — дисбаланс всего в 0,5 мм на диаметре 120 мм вызывал резонанс на глубине.

Сейчас внедряем лазерную коррекцию баланса после пайки, но это удорожает процесс. Многие клиенты сомневаются, стоит ли переплачивать, пока не увидят разницу в пролёте до ремонта.

Кстати, на сайте jitbit.ru есть полезные расчёты по нагрузкам для стальных головок — частично применимо и к нашим алмазным моделям. Их патентные наработки по конструкции хвостовиков могли бы пригодиться в комбинированных решениях.

Нюансы пайки алмазных сегментов

Раньше считал, что главное — не пережечь алмазы. На деле же оказалось, что равномерность прогрева матрицы важнее. Как-то потеряли партию из-за термошока — сегменты отваливались при охлаждении, потому что не учли разницу теплопроводности стали и сплава.

Сейчас экспериментируем с индукционной пайкой в инертной среде. Дорого, но брак упал с 12% до 3%. Для алмазных буровых коронок это критично — один сегмент стоит как полтора метра бурения в сложной породе.

Заметил, что китайские коллеги из ООО Чэнду Цзитао используют вакуумные печи для своих продуктов — возможно, стоит перенять опыт. Их принцип честности и эффективности (как заявлено в описании компании) здесь очень кстати — брак в буровом инструменте это не просто потери, это риски для всей операции.

Калибровка алмазного слоя под разные породы

Универсальных коронок не бывает — это знает любой практик. Но как объяснить заказчику, что для известняка и базальта нужны разные марки алмазов? Часто экономят на подборе, а потом жалуются на скорость бурения.

Мы вели журнал испытаний: в гранитах алмазы AS40 служат дольше, но в абразивных песчаниках выигрывают более мелкие фракции. При этом концентрация алмазов в сегменте — отдельная головная боль. Слишком высокая — матрица не держит, слишком низкая — алмазы выкрашиваются.

Тут бы пригодились сервисы вроде того, что предлагает jitbit.ru для своих стальных головок — подбор под конкретные условия. Их проектная команда могла бы расширить линейку до алмазных решений.

Логистика и хранение расходников

Мало кто задумывается, но неправильное хранение алмазных коронок убивает их до начала работы. Влажность, перепады температур, ультрафиолет — всё это влияет на прочность пайки. Как-то отгрузили партию в Якутию, а там склад без отопления — при -50°C матрица стала хрупкой.

Сейчас разрабатываем упаковку с силикагелем и температурными индикаторами. Это добавляет к стоимости, но снижает рекламации. Для высокоэффективных алмазных буровых коронок такие мелочи часто важнее, чем рекламные обещания.

Думаю, компаниям вроде ООО Чэнду Цзитао с их опытом работы с десятками организаций стоило бы предлагать клиентам не просто продукт, а комплекс — от подбора до условий эксплуатации. Их долгосрочные партнёрские отношения строятся именно на таком подходе.

Перспективы гибридных решений

Сейчас пробуем комбинировать алмазные сегменты со стальными направляющими — как в некоторых моделях от jitbit.ru. Получается дешевле чисто алмазных коронок, но для мягких пород эффективность почти не падает.

Проблема в совместимости материалов — сталь и алмазный сплав по-разному реагируют на вибрацию. Приходится добавлять демпфирующие прокладки, что усложняет производство.

Но если удастся отработать технологию, это могло бы стать прорывом для рынка. Возможно, стоит предложить коллаборацию компаниям вроде ООО Чэнду Цзитао — их патенты на конструкции буровых головок плюс наш опыт в алмазных наполнителях.