Особенности колонкового вращательного бурения с использования ударных импульсов.

1. Применяется два варианта бурения с применением ударных импульсов.

Ударно-вращательное, когда разрушение породы происходит за счет ударов, а вращение играет вспомогательную роль. В этом случае энергия удара составляет от 50 – 70 до 300 Дж, частота ударов от 900 до 1500 в мин (15 – 25 с^-1).

Врщательно-ударное, когда разрушение породы осуществляется за счет вращательного движения коронки, а ударные импульсы играют вспомогательную роль, значительно уменьшая трение резцов о породу или кусков керна о колонковую трубу. В этом варианте энергия ударов составляет 10 -15 Дж, частота ударов 40 – 60 с^-1. Вращательно-ударное бурение осуществляется только гидроударниками.

2. Ударно вращательное бурение гидроударниками осуществляется коронками с крупными твердосплавными резцами, при необходимости бурения вертикальных прямолинейных (отвесных) скважин и при бурении пропластков крепких пород IХ – ХII категорий по буримости в скважинах большого диаметра, алмазных коронок для которых не имеется.

3. Особенности технологии ударно-вращательного бурения в том, что осевая нагрузка значительно меньше, чем при вращательном бурении и тем меньше чем тверже порода. То же относится и к частоте вращения (для более твердых пород Fос. = 1-3 кН, n = 10 – 30 об/мин, для средних пород Fос. = 6 = 8 кН, n = 70 – 120 об/мин)

Для эффективной работы ударных машин требуется повышенный расход жидкости или воздуха (100 – 600 л/мин для гидроударника и 6 – 12 м³ для пневмоударника).

4. Ударно-вращательное бурение пневмоударниками с энергией удара до 300 Дж в породах от VII до ХI позволяет увеличить скорость бурения в 2 – 4 раза и заменить алмазное бурение в этих породах.

5. Вращательно-ударное гидроударное бурение, при котором разрушение породы осуществляется за счет вращательного движения коронки, а ударные импульсы выполняют вспомогательную роль, эффективно применять для бурения с алмазными коронками в породах, где происходит заполирование алмазов. Второй случай эффективного применения вращательно-ударного бурения – твердосплавное и алмазное бурение в породах, где происходит самозаклинивание керна.

В остальных случаях применение вращательно-ударного бурения мало эффективно и не оправдывает дополнительных трудностей, связанных с применением гидроударников. При использовании пневмоударников вращательно-ударный вариант бурения не применяется.

6. Недостаток применения ударно-вращательного бурения с применением коронок или долот с твердосплавными резцами в породах IX – XII категорий по буримости повышенный износ по наружному диаметру, из-за чего может происходить «конушение» скважины. В результате приходится снижать углубку за рейс.