Долото, крестообразное или пуговицообразное? Три типа сверл и в чем преимущество каждого из них.
Спросите бурильщика, какое долото он предпочитает, и вы услышите весьма категоричное мнение. Но правильный ответ полностью зависит от породы, буровой установки и того, что значит «достаточно хорошо» для вашей работы. Не для каждой скважины нужно самое дорогое долото из каталога. Для некоторых скважин достаточно подходящего.
Сверла для ударного бурения делятся на три группы. Каждая из них имеет своё предназначение. Если вы вставите не то сверло в неподходящий грунт, вы поймёте это уже после первых нескольких пробуренных отверстий.
Сверла-долота: когда простота и доступная цена — именно то, что вам нужно.
Сверло-долото имеет одну твердосплавную вставку, расположенную по прямой линии поперек рабочей поверхности — одна режущая кромка, одна точка удара на каждый удар. Конструкция практически не менялась на протяжении десятилетий, потому что для некоторых работ в этом нет необходимости.
В среднетвердых, однородных породах — таких, где нет трещин или резкого чередования твердости — долотообразное сверло быстро режет и оставляет чистое круглое отверстие. Однолезвийная конструкция концентрирует энергию удара в узкую линию, что означает эффективную передачу энергии в поверхность породы. Для отверстий малого диаметра при проходке туннелей и строительных работах, где грунт предсказуем, долотообразное сверло обеспечит производительность, сопоставимую с более сложными конструкциями, но при этом значительно снизит стоимость.
Ограничение заключается в универсальности. При попадании в твердый шов или пустоту вся нагрузка ложится на одну режущую кромку. В абразивных грунтах твердосплавные пластины изнашиваются быстрее, чем многослойные конструкции, поскольку вся работа сосредоточена на одной кромке. А при сверлении отверстий большего диаметра геометрия с одной режущей кромкой начинает терять эффективность — одна линия резания может разрушить лишь определенное количество породы за один удар.
Cross Bits: Рабочая лошадка среднего ценового сегмента
В поперечном буровом долоте вторая твердосплавная вставка расположена под углом девяносто градусов к первой, что дает четыре режущие кромки вместо двух. Большее количество кромок означает больше точек удара за один проход, что обеспечивает более быстрое проникновение в твердые породы и более равномерное распределение износа по всей поверхности долота.
Это усовершенствованная версия долот для работ, где однолезвийная конструкция уже не подходит, но универсальность кнопочного сверла еще не требуется. В твердых, прочных породах — граните, базальте, плотном кварците — крестообразное сверло значительно превосходит долотообразное. Крестообразная геометрия также помогает обеспечить более прямолинейное отверстие в трещиноватом грунте, поскольку контакт режущей части происходит в двух плоскостях, а не в одной.
Крупные карьеры, разрабатывающие взрывные скважины среднего диаметра, часто выбирают поперечные долота как оптимальный вариант с точки зрения соотношения стоимости и производительности. Они дороже, чем долота с зубилом, но обеспечивают достаточную дополнительную скорость, чтобы оправдать цену, — и при этом они проще и дешевле, чем долота с кольцевым креплением.
Кнопочные биты: современный стандарт
В буровом долоте с пуговицами вместо лезвий используются сферические вставки из карбида вольфрама, запрессованные в рабочую поверхность долота — от пяти до более десятка таких вставок, расположенных по схеме, разработанной для конкретных типов пород и размеров скважин. Пуговицы выступают из рабочей поверхности, поэтому каждый удар создает множество точек разрушения вместо одной линии резания.
Преимущество заключается в адаптивности. Сверло с выпуклым профилем рабочей поверхности и агрессивным выступом кнопки легко пробьет мягкую породу. То же самое сверло с более плоской рабочей поверхностью и утопленными кнопками выдержит работу в абразивной, блочной почве, которая за час уничтожила бы долотообразное сверло. Измените тип кнопки, конструкцию рабочей поверхности или конфигурацию промывочной канавки, и вы настроите сверло под другие условия.
В современной горнодобывающей промышленности и при проходке тоннелей доминируют буровые долота с кнопочным механизмом, и это неспроста: они являются наиболее универсальным решением в ударном бурении. Компромисс заключается в стоимости — качественное долото с кнопочным механизмом — это инвестиция, а для его переточки требуется специализированное оборудование. Но в эксплуатационном бурении, где простои являются реальными затратами, долота с кнопочным механизмом окупаются за счет стабильности и долговечности.
Не позволяйте удилу принимать решение в одиночку.
Сверло само по себе не работает. Долотообразное сверло на мощном гидравлическом буровом станке саморазрушится — слишком много энергии при слишком малой режущей поверхности. Кнопочное сверло на маломощном пневматическом отбойном молотке не передаст достаточно энергии на поверхность породы, чтобы оправдать свою стоимость. Подбирайте сверло в соответствии с буровой установкой и породой, а не только с бюджетом.
