Понятия буримости и энергоемкости разрушения горных пород. Основные параметры прочности горной породы, влияющие на буримость.

Буримость — это сопротивляемость пород разрушению бурового инструмента.

Буримость зависит от:

• прочности породы,

• твердости,

• абразивности,

• анизотропности

Буримость горных пород определяется величиной углубки породоразрущающего инструмента в данную породу за единицу чистого времени бурения и измеряется в метрах в час.

По буримости различают:

· легкобуримые (угли, мягкие известняки)

· среднебуримые (доломиты, песчаники, мергели)

· труднобуримые (граниты, базальт, кварциты)

Энергоемкость разрушения горных пород тем или иным породоразрушающим инструментом является обобщенной величиной. Она определяется затратами работы, необходимой для разруше­ния единицы объема горной породы.

Прочностью гп - способность ее сопротивляться внешним силам, стремящимся разрушить связь между зернами, слагающими эту породу.

Прочность зависит от способа деформации.

Различают прочность на:

• сжатие,

• растяжение,

• изгиб и скалывание.

Наибольшая прочность гп проявляется при сжатии и характеризуется временным сопротивлением породы сжатию – σ_сж.

Прочность породы при скалывании в 10—15 раз меньше прочности при сжатии.

Прочность породы при растяжении в 1,5— 2 раза меньше, чем прочность при скалывании.

Поэтому желательно, чтобы при разрушении пород в процессе бурения преобладало скалывание и растяжение

 

Понятие углубки за один оборот. Расчет механической скорости бурения по углубке за один оборот. Физический смысл и зависимость углубки за один оборот от частоты вращения долота и осевого усилия на долото.

У глубка за один оборот - величина съема породы за один оборот, заданная таким внедрением алмазов в породу под действием определенных минимальных осевых нагрузок, при котором не происходит заполирования алмазных резцов коронки.

где – механическая скорость бурения, мм/мин;

– частота вращения, мин^-1.

Величина оптимальной углубки за один оборот должна составлять 2,5-10% диаметра алмаза d, т.е.

h_об = (0,025 - 0,1)d.

h_об за один оборот при ↗ Р независимо от n коронки как в интервале усталостно-поверхностного режима разрушения, так и в интервале объемного режима разрушения

Зависимость углубки за один оборот от частоты вращения.

На интервале усталостно-поверхностного разрушения, большие значения углубки за оборот характерны для бурения на высоких частотах вращения, а равная углубка за один оборот по мере ↓ n достигается при более высокой P (Р1, Р2, Р3 – рис. 3, а).

При определенной Р режим разрушения становится объемным, т.к. Р уже достаточна для внедрения резца в породу и по мере роста n углубка за один оборот снижается.

Т.о., для поддержания рациональной углубки за оборот по мере ↗ n следует несколько ↗ и осевую нагрузку.