Как зависит буримость горных пород от их физико-механических свойств

буры для скальных грунтов

Буримость горных пород определяется прежде всего их твердостью на истирание или царапание, объемной прочностью и абразивностью. Остальные свойства имеют подчиненное значение­ние, лишь, в некоторой степени ослабляя или усиливая действие указанных основных свойств.

Каждой группе пород с приблизительно одинаковой механической прочностью скорость бурения закономерно снижается с увеличением твердости. Как правило, при увеличении твердости возрастает и абразивность породы.
Сравнивая показатели бурения пород, характеризующихся относительно близкой твердостью, но различной механической прочностью, мы видим прямую зависимость скорости бурения от резцов из твердых сплавов. Породы, отличающиеся высокой прочностью на скалывание, медленно бурятся, и для более или менее эффективной проходки их требуется применение высоких осевых давлений. Поэтому необходимо правильно выбирать буры для скальных грунтов.

Твердость на истирание более влияет на механическую скорость колонкового бурения, чем прочность на скалывание.
В обычных коронках, работающих на резание и истирание, твердость стандартных марок твердых сплавов обеспечивает возможность эффективно бурить только по породам с сравнительно невысокой твердостью (Нист до 350—400).

Расширение области применения твердых сплавов возможно путем перехода от чисто вращательного способа бурения к ударно-вращательному (бурению шарошечными долотами, при котором зубцы шарошек, перекатывающихся по забою, оказывают ударное воздействие на породу). Шарошечными долотами можно бурить значительно более твердые породы, чем обычными резцами. Освоение забойных ударников, т. е. применение колонкового ударно-вращательного бурения, тоже позволяет значительно расширить область бурения твердыми сплавами. Широкий выбор оборудования для бурения предлагает Дрилл Ворк.

Горные породы, состоящие из зерен твердых минералов (кварца, граната), связанные между собой менее твердым цементом, отличаются высокой абразивностью, особенно если твер­дые минеральные зерна имеют угловатую форму. Исследования показали, что абразивность неокремнелых известняков, мраморов и доломитов сравнительно невелика. Удельный износ самозатачивающейся коронки при бурении этих пород не превышает 0, 2 г/м, а проходка (до полного износа коронки) достигает 15—20м.

Породы основной магмы (горнблендит, базальт, диабаз, спилит, пироксенит и др.), для которых характерно отсутствие свободной кремнекислоты в виде кварца, имеют сравнительно невысокую абразивность (в основном в пределах до 5—7 г/м) и большинстве случаев достаточно эффективно бурятся твердосплавными коронками. Породы же кислой магмы, держащие в своем составе кварц, характеризуются высокой абразивностью (в основном выше 10 г/м). Поэтому эффектность бурения таких пород твердосплавными коронками очень низка.

бурение скальных пород

Следует отметить, что если между твердостью и абразивностью пород имеется явная зависимость, то этого не наблюдается при сопоставлении значений абразивности и механической прочности.

Выше рассматривалась абразивность пород, которая проявляется при разрушении их как твердого тела. Однако известно, что абразивными свойствами обладают и продукты разрушения пород, называемые шламом, который удаляется из скважины при помощи промывочной жидкости. В зависимости от интенсивности промывки скважины происходит полная или частичная очистка забоя скважины от шлама. Полная очистка скважины от шлама, как правило, способствует увеличению скорости бурения, а накопление шлама у забоя резко уменьшает производительность проходки, затрудняет процесс бурения и вызывает более сильный износ режущего инструмента.

Однако при бурении очень твердых, но относительно мало абразивных пород самозатачивающимися алмазными и твердосплавными коронками наличие небольшого количества шлама на забое может способствовать­вать повышению производительности бурения.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

четыре × 3 =