ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ И ЗАКОНОМЕРНОСТИ МЕХАНИЧЕСКОГО РАЗРУШЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД ПРИ БУРЕНИИ
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕХАНИЧЕСКИХ СПОСОБОВ РАЗРУШЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД ПРИ БУРЕНИИ СКВАЖИН
Вращательное бурение
Вращательное бурение резцовым твердосплавным инструментом (лопастными долотами, твердосплавными коронками)
Данный способ и инструменты предназначены для бурения мягких и средних по твердости горных пород как при роторном (с вращением бурильной колонны) бурении, так и бурении забойными двигателями — турбо-, электробурами, винтовыми забойными двигателями.
Реализуются резание и скалывание под действием: Рос — осевого усилия и F — усилия резания (рис. 4.1).
Рис. 4.1. Схема параметров вооружения твердосплавного инструмента
Параметры резца: а — угол приострения резца; уп— передний угол резца; уз — задний угол резца;
Рр — угол резания.
Основные формы резцов:
I — с положительным передним углом;
II — с отрицательным передним углом;
III — самозатачивающийся резец.
Вращательное бурение буровым инструментом с резцами из композиционных алмазосодержащих материалов и поликристаллических алмазов
Применяется для бурения мягких горных пород средней твердости с пропластками твердых при роторном бурении и бурении турбо-, электробурами, винтовыми забойными двигателями.
Элементом вооружения являются вставки из композиционного материала «Славутич» или алмазно-твердосплавные пластины PDC (policristalline diamont cutters) Stratapax (General Electric, США), Sindit (De Beers, ЮАР), алмазно-твердосплавные пластины — АТП (ИСМ и ВНИИалмаз, Украина и Россия соответственно).
Пластинами PDC оснащают резцы бурового инструмента, предназначенные в основном для бурения мягких пород и средней твердости. Передний угол рези -25° (рис. 4.2).
Рис. 4.2. Резец с пластиной PDC:
1 —слой поликристаллических алмазов; 2 —подложка из твердого сплава; 3 — твердосплавная опора; 4 — корпус коронки
При бурении пластично-хрупких пород разрушение осуществляется вдавливанием, резанием и сдвигом. При бурении хрупких (твердых) пород наблюдаются раздавливание и скалывание породы алмазными резцами пластинки.
