Механическое разрушение горных пород
В строительстве скважин в основном используется механический способ разрушения горных пород. Механически породы могут разрушаться несколькими способами:
- вращательным способом – когда породоразрушающий инструмент вращается и приложением в нему постоянной осевой нагрузки;
- ударным способом – когда породоразрушающий инструмент воздействуюет на породу посредством прилагаемой к нему ударной нагрузки;
- вращательно-ударным и ударно-вращательным способом – когда породоразрушающий инструмент воздействует на забой совмещением ударной нагрузки и вращения с определенной частотой. Ударно-вращательный и вращательно-ударный способ отличаются соотношением типа воздействия в динамике работы инструмента. Другими словами, при ударно-вращательном разрушении превалирует ударное воздействие, а при вращательно-ударном – вращательное.
- вибрационным способом – по сути это способ ударного разрушения горной породы, который отличается тем, что воздействие на породу идет высокочастотными импульсами, амплитуда которых не очень высока. Еще особенностью вибрационного способа разрушения является, что чаще оно подразумевает больше не разрушение посредством разделения элементов горной породы, а разрушение посредством ее уплотнения.
Чтобы осуществлять механическое разрушение породы необходим определенный набор оборудования:
- породоразрушающий инструмент, обладающий профилем (вооружением), способным внедряться в породу при приложении нагружения, а также имеющим определенную стойкость к износу со стороны породы;
- устройство приложения динамической нагрузки – то, что создает эффект динамического воздействия – в случае вращательного способа – это привод, обеспечивающий вращение; при использовании ударного воздействия – это ударный привод, при вибрационном воздействии – вибратор. Если же рассматриваются комбинированные методы, то используются совмещенные приводы или комбинации индивидуальных.