| Номер группы | Название группы пород | Категория горных пород по буримости | Твердость, МПа |
| I | Мягкие (М) | I, II, III | 0–480 |
| II | Средние (С) | IV, V | 480–1470 |
| III | Твердые (Т) | VI, VII | 1470–2900 |
| IV | Очень твердые (К) | VIII, IX | 2900–4900 |
| V | Весьма твердые (ОК) | Х, XI, XII | 4900–6800 |
В соответствии с рекомендациями зарубежных компаний каждый тип горной породы рассматривается как неизведанная область с несколькими переменными, оказывающими влияние на буримость. Наибольшее влияние, по оценкам специалистов компании Atlas Copco оказывают такие параметры, как размер зерен, крепость породы, выветрелость и трещиноватость.
· Крепость породы, - в данном случае термин, используемый специалистами фирмы Atlas Copco может характеризоваться как совокупный параметр свойств, определяющий сопротивляемость породы разрушению, который, вероятно, учитывает такие физико-механические характеристики породы как твердость, упругость, пластичность, то есть основные параметры, определяющие буримость. Очевидно, что крепость горной породы в данном случае каким-либо объективным образом с использованием лабораторных методов не определяется.
В горном деле крепость оценивается шкалой проф. М. М. Протодьяконова через коэффициент крепости f = σсж/100, который рассчитывается с использованием предельной величины прочности породы при сжатии (σсж), что не позволяет точно оценивать буримость горной породы.
Больший размер зерен и трещиноватость делают породу более абразивной, в то время как мелкозернистая порода менее абразивна, но более крепка.
Выветрелость снижает крепость породы. В соответствии с рекомендациями по выбору инструмента и технологии бурения компании Atlas Copco, породы сгруппированы и разбиты на пять категорий.
К первой группе относятся крупнозернистые, сильнотрещиноватые и сверхабразивные породы типа сланец, аргиллит и известняк.
Для бурения этих горных пород рекомендуются импрегнированные алмазные коронки типа Craelius и Hobic с максимально твердыми матрицами.
Вторая группа пород характеризуется как трещиноватые и абразивные породы типа песчаник, доломит, туф, кремнистый сланец. Для бурения этих пород рекомендуются коронки с менее твердыми матрицами.
Третья группа пород характеризуется как среднеабразивная, типа андезит, базальт, пегматит, диабаз, габбро, диорит. Коронки, рекомендуемые компанией, должны иметь еще менее твердые матрицы.
Четвертая группа пород, – это крепкие слабоабразивные породы типа гнейс, диорит, гранит, кварцит, порфир.
Пятая группа горных пород – очень крепкие и неабразивные породы (кварц, риолит, кремнистый известняк, таконит, лимонит, яшма). Для таких горных пород предлагается инструмент с наиболее мягкой матрицей. Другим важным физическим свойством горной породы, оказывающим влияние на её механическую прочность, устойчивость и буримость, является трещиноватость.
Трещиноватость даже очень твердых горных пород значительно влияет на выход керна – основное назначение разведочного бурения.
Классификация горных пород по трещиноватости произведена на основании оценки трех параметров [6, 20]:
- удельная кусковатость керна Ку, шт. / м;
- выход керна Вк, %;
- показатель трещиноватости W, ед./ образец.
На основании этих параметров показатель трещиноватости рассчитывается по формуле
, (1.10)
где W – показатель трещиноватости породы, определяющий среднее количество трещин, встречаемых коронкой за один оборот на забое, ед./об;
D к – диаметр керна, м;
Ку – удельная кусковатость керна, шт./м;
λ – опытный коэффициент, учитывающий степень вторичного дробления породы (0,7–1,0);
β – угол встречи плоскости трещин с осью скважины, град.
Таким образом, при оценке степени трещиноватости горных пород оценивается и угол встречи трещин с осью скважин.
Все входящие в расчет по формуле (1.7) параметры рассчитываются по поднятому из скважины керну. На основании разработанных критериев cоставлена классификация горных пород по трещиноватости применительно к вращательному колонковому бурению (табл. 1.4).
Таблица 1.4
