Физико-механические свойства пород и их буримость. Классификация горных пород по буримости

Буримость породы - это величина проходки за единицу времени чистого бурения (механическая скорость бурения). Она оценивается в м/час, см/мин, мм/мин.

Буримость горных пород устанавливается опытным путем для определенных рациональных режимов бурения. Так как при различных способах бурения механизм процесса разрушения горных пород различен, то и буримость одной и той же породы (одной крепости) при различных способах бурения будет различной. Буримость горной породы характеризуется следующими показателями: механической скоростью бурения, величиной проходки до допустимого износа породоразрушающего инструмента (проходкой за рейс), затратой времени на проходку 1 м скважины. Эти величины зависят не только от свойства породы, но и от вида и конструкции породоразрушающего инструмента и режима бурения. По мере усовершенствования породоразрушающих инструментов и технологических параметров режимов бурения "буримость" пород постепенно повышается.

В настоящее время существует большое количество шкал буримости горных пород различными породоразрушающими инструментами и различными способами. Эти шкалы не увязаны друг с другом.

Горные породы по буримости при вращательном механическом бурении разделены на двенадцать категорий. Критерием отнесения породы к той или иной категории буримости является углубка скважины за 1 ч чистого бурения при определенных условиях (тип и диаметр буровой коронки, глубина скважины и т. д.). При отклонениях от установленных (стандартных) условий вводятся поправочные коэффициенты.

Некоторые исследователи пытались устанавливать буримость в зависимости от физико-механических свойств горных пород, определяемых в лаборатории, а также в зависимости от их минералогического состава и петрографической характеристики. Разрешение этой проблемы имело бы большое практическое значение, так как позволило бы на научной основе и данных практики выбирать для каждой породы наивыгоднейший тип буровой коронки и режим бурения.

Ф. А. Шамшев в свое время предложил для определения буримости пород использовать метод резания кернов с помощью быстровращающегося абразивного диска.

При одинаковой толщине абразивного диска, одинаковой скорости его вращения и одинаковом числе оборотов в течение цикла резания на различных горных породах получается различная глубина реза, зависящая от физико-механических свойств испытуемой породы. Учитывая быстроту одного реза (доли минуты), определение этих свойств по нескольким сечениям керна не вызывает больших затрат времени.

Витром разработан прибор "Витрот", оснащенный быстровращающимся абразивным диском и соответствующими индикаторами для получения резов на керне с целью определения категории буримости пород.