Принцип и теория ударно-вращательного бурения
Ударно-вращательное бурение является в принципе вращательным бурением, но таким, при котором буровой инструмент, кроме воздействия большого статического осевого усилия и крутящего момента, подвергается еще воздействию динамических нагрузок — ударов. Благодаря этому резец (коронка) лучше внедряется в породу и снимает более толстую стружку. В результате этого производительность ударно-вращательного бурения (в породах с коэффициентом крепости f = 64-14) больше, а энергетические затраты на единицу длины или объема шпура меньше, чем при вращательном или при ударном бурении.
Если статическое осевое усилие Р значительно превосходит силу отдачи, возникающую в момент удара, то резец будет внедряться в породу не только в момент удара, но и на протяжении всего интервала между смежными ударами, и поверхность забоя в этом интервале будет наклонной (рис. 85, а). Если статическое осевое усилие достаточно лишь для преодоления сил отдачи, то поверхность забоя в интервале между соседними ударами не будет иметь наклона (рис. 85, б). В первом случае имеет место ударно-вращательное бурение, во втором — вращательно-ударное. Последний вид бурения менее производителен, чем первый. Применять его можно в породах очень крепких (f > 14), где статическое осевое усилие, практически достижимое при бурении шпуров (Р 1500 кГ), не может обеспечить внедрение резца в породу. В этом случае в целях уменьшения трения и износа коронок осевое усилие устанавливают в 300—500 кГ, крутящий момент сохраняют на уровне 2500 — 3000 кГсм, а энергию удара целесообразно увеличить до 7— 9 кГм [25].
Рациональная область применения ударно-вращательного бурения — породы с коэффициентом крепости f = 64-14. В породах менее крепких более экономично вращательное бурение электрическими буровыми машинами. В породах с коэффициентом крепости f > 14 ударно-вращательное бурение превосходит ударное бурение по скорости бурения на одну машину, но приблизительно равноценно ему по производительности труда бурильщика и по стоимости бурения 1 ж шпура [25].
S
А
------ а
|
А
Рис. 85. Схемы, поясняющие принцип ударно-вращательного вращательно-ударного бурения |
Глава XI
