Буримость горных пород

Под термином «буримость» принято понимать комплексную характеристику горной породы, заключающуюся в способности горной породы сопротивляться проникновению в нее породоразрушающего инструмента в процессе бурения.

Буримость горных пород является функцией многих переменных, зависящих от природных, технологических и технических факторов. Буримость породы зависит от ее физико-механических свойств, от формы, размеров и материала породоразрушающего инструмента, от применяемых режимов бурения (частоты вращения бурового снаряда, осевой нагрузки на породоразрушающий инструмент, качества и количества промывочной жидкости) и т.д. Естественно поэтому, что буримость породы определяется раздельно для каждого вида породоразрушающего инструмента.

Полученные при определенных оптимальных параметрах показатели буримости породы служат обычно для нормирования процесса бурения и положены в основу классификаций горных пород по буримости. В качестве количественного показателя буримости горных пород чаще всего применяется механическая скорость бурения Vмex или обратная ей величина - чистое время t бурения 1 м скважины, определенные при оптимальных постоянных значениях технических факторов. Преимущество такого выбора состоит в том, что значение Vмex (или t) может быть установлено точнее и проще других показателей буримости (например, удельного расхода энергии).

Таким образом Vмex является как бы интегральным показателем буримости горных пород, т.е. показателем, учитывающим наибольшее количество разнообразных факторов, действующих в процессе бурения.

Недостатком выбора механической скорости бурения в качестве показателя буримости горных пород можно считать необходимость периодического пересмотра основанных на значении Vмex шкал буримости, вызванного непрерывным совершенствованием техники и технологии буровых работ.

Как отмечалось выше, буримость горных пород представляет собой комплексную характеристику, зависящую от многих факторов. Практически все перечисленные физико-механические свойства горных пород в той или иной мере влияют на буримость горных пород. Кроме того, на буримость влияют минеральный состав, структура, характер соединения зерен породы между собой, состав цемента и т.п.

В соответствии с буримостью и с учетом петрографических характеристик все горные породы подразделяют на группы. Такое подразделение носит название классификации горных пород по буримости, которую устанавливают для основных способов бурения, поскольку сопротивляемость горных пород внедрению в них породоразрушающих инструментов зависит от способа бурения.

Породы, резко отличающиеся по буримости от предусмотренной для соответствующей категории данной классификации, а также те породы, которые не подходят по своей литологической характеристике к перечисленным категориям, должны быть отнесены к той категории, показателю которой отвечает их буримость. Последняя же должна определяться квалифицированными инженерно-техническими работниками на основании материалов наблюдений или данных индикаторых диаграмм при рациональном технологическом режиме бурения.

На практике в геологических организациях буримость пород устанавливается геологами путем макроскопического определения принадлежности данной горной породы к той или иной группе действующей классификации. При таком визуальном субъективном способе возможны ошибки, неоднозначное определение буримости одной и той же породы.
Большое разнообразие физико-механических свойств пород, относимых к одной категории, а также различие в типах породоразрушающего инструмента и применяемых режимов бурения вызывают значительные колебания механической скорости бурения - основного показателя буримости. Поэтому существует ряд методов определения буримости горных пород, нашедших применение при бурении скважин.