Ево детаљног прегледа зашто и како:
1. Основни механизам: Потрошња енергије
Бушење је процес ломљења стене и уклањања сечења. Тврђе стене:
Захтева више силе (енергија удара) за покретање и ширење пукотина.
Доводе до бржег хабања бургија (дугмади, секача), смањујући њихову ефикасност. Тупо сврдло буши много спорије.
Одуприте се пенетрацији, што значи да сваки ударни удар или циклус ротације производи мању дубину резања.
2. Квантификовање утицаја
Једначина брзине бушења: Код ударног бушења, брзина продирања се често апроксимира као обрнуто пропорционална чврстоћи стене на притисак. Камен дупло тврђи може довести до мање од половине брзине бушења, ако је све остало једнако.
Специфична енергија: Ово је енергија потребна за уклањање јединице запремине стене. Тврђе стене имају много већу специфичну енергију, што директно доводи до споријег напредовања за дату улазну снагу.
3. Остала својства стене која раде заједно са тврдоћом
Иако је „тврдоћа“ (често се мери као једноосна чврстоћа на притисак - УЦС) примарна, она је у интеракцији са другим својствима:
Абразивност: брже троше алате, повећавајући губитак брзине услед тврдоће.
Крхкост наспрам дуктилности: Крхке стене (попут неких гранита) се ломе чистије од дуктилних, што понекад може делимично да ублажи ефекат високе тврдоће.
Пуњење и текстура: Веома тврда, али јако напукнута стена може да буши брже од масивне, умерено тврде стене, јер ломови пружају равни слабости.
4. Последице за операције бушења
Стопа пенетрације (РОП): Ово је директна мера брзине (метри на сат). РОП графикони за платформе увек показују нагли пад како се чврстоћа стена повећава.
Цена по метру: спорија брзина + веће хабање сврдла=значајно повећава трошкове бушења у тврдој стени.
Избор машине: Екстремно тврде формације стена захтевају велике-снаге, велике-енергије удара (нпр. снажан хидраулични чекић или ДТХ платформе) да би се постигле одрживе брзине. Стандардне опреме могу бити неефикасне.
5. Како бушилице ублажавају утицај тврдоће
Оптимизована бургија: Користећи бургије са супериорним врстама карбида, оптималном величином дугмади/размаком и специјализованим облицима за тврду, абразивну стену.
Подешавање параметара: Повећање ударног притиска/енергије и силе ротације (окретног момента), уз потенцијално смањење брзине ротације да би се спречило прекомерно хабање бургије.
Напредне технологије: Коришћење високо{0}}хидрауличних бушилица за камење високе фреквенције, ефикасних система преноса ударних таласа и аутоматизоване контроле да би се обезбедио оптималан пренос енергије.
