Построена математическая модель механической скорости бурения трещиноватых горных пород для серийных и опытных коронок (коронок со сплошной матрицей и промывочными каналами в корпусе). В результате анализа математических моделей предложены методические рекомендации для бурения опытными коронками, для которых могут быть использованы существующие рекомендации для бурения трещиноватых пород серийными (с секторной матрицей) алмазными коронками. Для построения регрессионной модели механической скорости бурения трещиноватых горных пород были изготовлены опытные и серийные коронки. Матрица опытной коронки выполнялась сплошной, а в корпусе выполнялись радиальные промывочные каналы. Опробование коронок проводилось на буровом стенде Санкт-Петербургского горного института.
Из практики алмазного бурения известно, что при проходке твердых трещиноватых пород 1Х-ХП категорий по буримости нередко наблюдаются прижоги коронок, механизм воз- никновения которых объясняется самозаклиниванием керна в матричном кольце и корпусе коронки. Как правило, самозаклинивание керна связано с оседанием крупных частиц шлама, которые по мере накопления перекрывают кольцевой зазор между кернами и внутренней стенкой корпуса коронки и закупоривают промывочные каналы в матрице. В таких случаях нарушается нормальная циркуляция очистного агента и для ее восстановления необходимо отрывать буровой снаряд от забоя. Если эта операция своевременно не выполняется, то возникает опасность прижога алмазной коронки. При наличии в корпусе дополнительных промывочных каналов в случае самозаклинивания керна очистной агент продолжает циркулировать через эти каналы, что предупреждает попадание инструмента в ситуацию повышенного износа или прижога. Особенно целесообразно, на наш взгляд, применение таких коронок при автоматизированном управлении процессом бурения; в этом случае упрощаются алгоритм управления и контроль за процессом бурения в трещиноватых горных породах.
Для более полной оценки работоспособности алмазных коронок в различных условиях большое значение имеет правильное определение характера и особенностей их износа. Предлагается классификация видов алмазных коронок при бурении трещиноватых горных пород. В основу классификации положены два преобладающих вида износа: механический и теплофизический. К механическому виду износа отнесены: канавки по торцу и боковой поверхности матрицы; трещины по телу матрицы; скол секторов матрицы и нормальный износ. К теплофизическому виду износа отнесен прижог алмазных коронок. Предложенная классификация отражает основные виды износа при бурении трещиноватых пород и создает основу для разработки породоразрушающего инструмента, более устойчивого к механическому и теплофизическому износу.
