Механическое разрушение горных пород
Рассмотрим условия для осуществления разрушения механическим вращательным способом в контексте строительства скважины:
Породоразрушающий инструмент в постоянном контакте с забоем;
Все известные долота имеют постоянный контакт с забоем. В случае алмазных, лопастных (в том числе PDC) долот - это полное контактирование всех элементов вооружения с забоем. В случае шарошечных долот, контакт вооружения долота с забоем имеется постоянно, но само вооружение сменяется за счет вращения шарошек.
Наличие осевой нагрузки, обеспечивающей хотя бы минимальную глубину внедрения вооружения в забой;
Если осевая нагрузка недостаточна для сколь угодно малого внедрения вооружения долота в забой, то проходка будет отсуствовать или будет крайне низкой (будет осуществляться поверхностное разрушение породы). В этом случае не редка ситуация, связанная с «зашлифовыванием» забоя (когда недостаточная нагрузка в совокупности с высокой частотой вращения, наоборот, уплотняют горную породу на забое).
Если осевая нагрузка позволяет внедряться вооружению в забой, то может иметь место объемное разрушение для лопастных долот. А для шарошечных долот - объемное, либо усталостное – в зависимости от величины осевой нагрузки. Эффективность повышения осевой нагрузки напрямую зависит от величины вылета вооружения (глубины его возможного погружения в горную породу).
Если осевая нагрузка слишком высока, то эффективность разрушения горной породы повышаться не будет. Это обусловлено тем, что вооружение будет погружено в горную породу полностью и дальнейшее увеличение нагрузки будет приводить к ее распределению по корпусу долота. При крайне высоких значениях осевой нагрузки может наблюдаться разрушение долота.
Наличие вращения инструмента с помощью либо забойного привода (ВЗД, турбобур), либо поверхностного привода (ротор, СВП) с крутящим моментом, достаточным для разрушения горной породы;
Вращение должно осуществляться таким образом, чтобы у вооружения была возможность эффективно контактировать с забоем. Под понятием «эффективный контакт» подразумевается – наличие достаточного периода времени для внедрения вооружения в горную породу.
Наличие системы промывки, способной очищать забой и поднимать разрушенную горную породу до поверхности.
За эффективность данного процесса отвечает скорость циркуляции жидкости, а также параметры бурового раствора.