История создания алмазного бурения началась еще два века назад в далеком 1863 году при строительстве железнодорожного тоннеля в Швейцарских Альпах.
Но полтора века назад, когда в мире начали появляться первые железные дороги, мысль о прямой дороге из центра Испании в Европу была великой мечтой. К тому времени испанцы могли попасть в Европу по суше только вдоль восточного либо западного побережья. Вся остальная часть страны отсечена высокими горами. Планы прорубить в этом месте «окно в Европу» появились в 1853 году. Родился план соединить испанскую Сарагосу с французским По железнодорожной колеей. Но со времени появления планов до их осуществления прошло немало лет – 75. Много событий произошло за этот период , политические передряги, карлистские войны, первая мировая…
Часовых дел мастер Лоше, будучи весьма разносторонним специалистом в технике по меркам своих современников, заведовал бурением шпуров для закладки взрывчатки. В его распоряжении была новейшая техника — паровая бурильная машина и закаленные стальные буры.
Однако горные породы Альп давались этим бурам чрезвычайно тяжело. Максимум за час работы они полностью затуплялись, их расход превышал все мыслимые пределы, а работа практически стояла на месте. Лоше был в отчаянии: за полгода в горе пробит лишь маленький проход. Каменная громада, увенчанная снеговой шапкой, оставалась непоколебимой, создавая впечатление великого исполина игнорирующего жалкие потуги человечества доказать свое всемогущество.
Однажды стоя у окна домика для строителей, Лоше мрачно смотрел на гору. В досаде он перечеркнул открывающийся пейзаж костяшкой пальца. На стекле появилась крестообразная царапина, оставленная бриллиантовым перстнем. И вдруг Лоше осенило: алмаз! Вот перед чем не устоит непоколебимость Альп! Мысль была оригинальна, непонятна современникам( как и все открытия совершенные человечеством) и неимоверно дорога в реализации. С огромным трудом удалось уговорить совет директоров истратить деньги на покупку 100 карат алмазов.
Первый буровой алмазный станок представлял собой трубу, на торце которой были закреплены алмазы. Труба соединялась с пустотелой штангой, приводимой в движение паровой машиной через сложную систему передач. Очистка забоя от разрушаемой породы осуществлялась струей воды, подаваемой в скважину насосом сквозь полую штангу. В этом станке были заложены все основные идеи и принципы технической реализации всех современных буровых установок.
В наше время производство алмазного инструмента- это хорошо отлаженный процесс, но в далеком 19-ом веке закрепление алмазов на корпусе представляло собой очень трудоемкий процесс. Для каждого кристаллика в торце трубы высверливалось отдельное гнездо. Заложенные в гнезда алмазы закреплялись специальным металлическим припоем. Лоше и Пиге удалось изготовить десять буров( алмазных коронок). Обошлись невообразимые по тем временам инструменты невероятно дорого, но, в сравнении со стальными бурами, работали великолепно. Алмазные коронки выдерживали сутки непрерывной работы, тогда как стальные буры выходили из строя в течение часа. Проходка шпуров ускорилась в десятки раз. Работы по прорытию тоннеля ускорились, новый алмазный инструмент превзошел все ожидания, покрыв затраты на производство с лихвой. Конечно не все шло так гладко как задумывалось. Случалось, алмазы крошились или выпадали из своих гнезд. И тем не менее все признали, что инновационное оборудование( алмазная коронка Лоше) работает отлично.
Так начиналась эра алмазного бурения. И первым видом бура была алмазная коронка. Именно так называется сейчас инструмент, в котором алмазные сегменты размещены в торце режущей трубы.
Первая половина XX века
Однако в первой половине XX века человечество знало только природные алмазы, количество и качество которых не могло полностью удовлетворить требования строителей, а цена этого уникального минерала не позволяла популяризовать инновационное открытие Лоше. Ввиду выше перечисленных причин наиболее распространенным буровым инструментом в 20-50-е годы нашего столетия было шарошечное долото с твердосплавными зубками.
Мировое производство шарошечных твердосплавных долот доходило до миллиона штук в год. Бурить же этим долотом было нелегко. Твердосплавные зубки, вмонтированные в шарошки, быстро затуплялись, особенно при бурении твердых пород. Приходилось очень часто поднимать из скважины бурильные трубы, чтобы заменять пришедшие в негодность шарошки. И чем глубже в недра земли уходили шарошки, тем чаще надо было останавливать работу и поднимать бурильные трубы на поверхность.
Так продолжалось пока американская компания «General Electric» в 1954 году объявила всему миру о том, что ее сотрудникам удалось впервые синтезировать алмазы. Первые синтетические алмазы были похожи на небольшие треугольные пластины, а сам процесс проходил при температуре в 2600*С и под давлением в 100 тыс. атм. Катализатором в процессе синтеза выступал тантал(химический элемент с зарядом ядра 73, при обычных условиях — металл серого цвета). С тех пор промышленный синтез алмазов осуществляется во многих странах мира, в т.ч. (в меньшей степени) и в России.
Как уже было отмечено выше, крайне редко алмазный инструмент изготавливается и из натуральных камней. Натуральные технические алмазы оцениваются в пределах 3-12 $, а синтетические стоят 2 $ за 1 карат.
Это удешевило производство алмазного инструмента и дало новую жизнь алмазному бурению.