5. Вращательное бурение дробовыми коронками (дробью .

Бурение горных пород VIII-XII категорий по буримости. Реализуется смятие, раздавливание, скалывание.

Дробовое бурение в значительном объеме применялось до периода широкого использования алмазного инструмента для бурения твердых и крепких горных пород.

5. Вращательное бурение шарошечными долотами.

5.1. Инструмент дробящее-скалывающего действия.

Способ предназначен для бурения горных пород, в основном V-XII категорий по буримости. При бурении реализуются раздавливание, дробление, скалывание, резание породы при проскальзывании шарошек. Схема взаимодействия шарошки долота дана на рис. 2.45.

Этапы разрушающего действия:

- косой удар – скалывание породы под действием усилия Р_у;

- раздавливание породы и углубление лунки под действием усилия Р_z;

- при проскальзывании в направлении вращения шарошки происходит скалывание и подрезание породы.

По мере увеличения твердости горных пород от мягких до средних угол приострения α клиновидных зубьев увеличивается от 30-40^º до 80-90^º. Для бурения твердых пород, крепких и очень крепких, используются овальные и шарообразные твердосплавные вставки.

5.2. Инструмент безударного раздавливающего действия.

П ри бурении дисковые долота, вращаясь, перекатываются по забою и острыми ребрами шарошек раздавливают породу под действием осевого усилия и развиваемых в породе контактных напряжений.

5.3. Инструмент с зубчато-дисковыми шарошками.

Реализует разрушение мягких горных пород и пород средней твердости резанием-скалыванием зубьями дисковых шарошек 1, установленных в радиальном направлении относительно корпуса долота (рис. 4.5). Вращение и перекатывание шарошек по забою происходит за счет зацепления зубьев с образовавшейся криволинейной поверхностью у стенки скважины.

II. Ударное бурение

Реализуется дробление и скалывание упруго-хрупких горных пород под действием удара.

Для бурения используются ударные способы разрушения горных пород, под действием энергии сбрасываемого с определенной высоты бурового снаряда или забивной способ с помощью устройства ударного действия.

III. Комбинированное (с вращательным) механическое разрушение горных пород.

1. Ударно-вращательный способ бурения.

Реализуется разрушение за счет удара высокого уровня энергии, а вращение инструмента носит вспомогательный характер, определяя схему поражения забоя породоразрушающими вставками долота или коронки. Для бурения используются гидро-, пневмоударники и буровой инструмент с резцами в основном клиновидной и шарообразной формы.

2. Вращательно-ударный способ бурения.

Бурение твердых горных пород V-XII категорий по буримости.

При бурении реализуется разрушение породы за счет действия осевой силы и усилия резания. Ударное воздействие на породу с высокой частотой, но малой энергией, дополняет породоразрушающее воздействие на породу основных факторов. Для бурения используются алмазный однослойный буровой инструмент, шарошечные долота и высокочастотные гидроударники.

3. Гидромеханический способ бурения.

Р еализуется при вращательном способе бурения скважин, при котором горные породы разрушаются под воздействием стационарных высоконапорных тонких струй промывочной жидкости (воды или бурового раствора) и механических породоразрушающих элементов (резец, шарошка). Струями воды формируются щели в породе, а механическим инструментом производится скалывание ослабленных межщелевых блоков. При гидромеханическом разрушении осуществляется непрерывное динамическое и статическое воздействие на забой. Давление жидкости, необходимое для гидромеханического разрушения рыхлых пород, 20-50 МПа, мягких и средней твердости – 70-100, крепких - более 150 МПа. Рациональные окружные скорости перемещения насадок 10-40 см/с.