Совершенствование бурового инструмента

Положительным фактором вращательного способа бурения является скол породы при вращении бурового инструмента, а отрицательным – необходимость прикладывать значительные осевые усилия для внедрения резца в породу. Положительным фактором ударного способа бурения является эффективное внедрение лезвия долота в породу под действием динамической нагрузки, но клиновидная форма буровой коронки, обусловленная ударной прочностью материала пластинок твердого сплава при приложении динамической нагрузки, не обеспечивает эффективного скола породы при повороте бурового инструмента после внедрения. Лезвие долота при поворотах интенсивно истирается.

Одновременно с этим необходимо отметить, что положительным фактором при вращательном бурении является удаление бурового шлама шнеками, в то время как при ударном бурении применяются промывка скважин водой или продувка сжатым воздухом.

Совершенствованию бурового инструмента каждого из рассмотренных способов бурения скважин уделено значительное внимание, но рационального решения повышения стойкости бурового инструмента и увеличения технической скорости бурения, на наш взгляд, еще не найдено. Задача создания высокопроизводительного бурового инструмента и повышения его ударной прочности и износоустойчивости состоит в рациональном использовании в одном инструменте преимуществ как ударного, так и вращательного способа бурения.

Исследованиями установлено, что износ лезвий долота и в основном его уголков на периферии происходит не во время приложения ударной нагрузки, а во время вращения бурового инструмента и приложения осевой нагрузки. Конструкция же долота обусловлена стойкостью лезвия при приложении динамической нагрузки и не обусловливает износостойкости при вращении бурового инструмента, поэтому представляется рациональным и возможным разделить процесс разрушения породы на забое шпура или скважины между двумя исполнительными органами.