Абразивность горной породы

Абразивность горной породы как одно из основных физико-механических свойств природных образований минералов обуславливает особенности и специфику ведения буровых работ. Именно показатель абразивности определяет степень износа бурового долота в каждом конкретном случае и существенно влияет на показатель эффективности работы.

Абразивность горной породы – это способность природного агрегата изнашивать в процессе бурения твердые тела, непрерывно или кратковременно вступающие с ним в контакт. В качестве таких твердых тел выступают буровое долото, детали буровой машины и буровые инструменты. Сам показатель абразивности зависит от прочности породы, а также размеров и формы зерен, из которых она состоит. Кроме того, не всегда абразивность самой породы совпадает с тем же показателем для ее шлама.

В соответствии с классификацией Л.И. Барона и А.В. Кузнецова по показателю абразивности породы делятся на восемь классов в зависимости от того, какова потеря массы стандартного стержня, выполненного из незакаленной стали, при прочих равных условиях. Такие условия включают показатель осевой нагрузки (150 Н) на стержень, частоту его вращения (400 оборотов в минуту) и время проведения испытания (10 минут). Показатель потери массы измеряется в миллиграммах и для разных материалов будет составлять свою величину. Для малоабразивных пород типа угля характерна потеря массы до 5 мг, для кварцита же она составит от 2 100 мг до 2 500 мг. Таблица классов горных пород по показателю абразивности приведена ниже.

Абразивность горных пород

Помимо показателя абразивности горной породы при проведении работ необходимо также учитывать свойства среды, поскольку от них напрямую зависит трение инструмента. В сухой среде показатель будет выше, в смоченной породе – ниже, еще меньше трение будет при работе с использованием глинистого раствора.

В зависимости от степени абразивности горной породы производится выбор породоразрушающего инструмента. Например, при использовании метода алмазного бурения, чем выше способность горной породы изнашивать буровую коронку, тем тверже должна быть матрица используемой коронки. Разрушение матрицы должно происходить достаточно быстро, чтобы обеспечить оголение алмазных резцов для эффективного воздействия на породу и обеспечения зазоров для выноса шлама, но не слишком быстро, поскольку это приведет к их преждевременной утрате.