Использование комбинированного бурового инструмента, который сочетает в себе различные принципы воздействия на горную породу, является эффективным способом повышения стойкости оборудования и интенсификации процесса разрушения. Такой подход позволяет адаптировать инструмент к изменяющимся геологическим условиям и значительно увеличить скорость проходки.
Режуще-шарошечное долото
Одним из наиболее распространённых в горнодобывающей промышленности видов комбинированного инструмента является режуще-шарошечное долото. Ярким примером служит модель 1РШД-215,9, разработанная в Иркутском государственном техническом университете. Конструктивно это двухшарошечное долото, в которое интегрирована режущая лопасть, оснащённая сменными резцами типа РК-8Б.
Принцип работы этого инструмента основан на адаптации к крепости породы. При бурении в мягких и слабых породах долото функционирует как классический режущий инструмент. Когда же встречается более твёрдый и прочный пласт, сила сопротивления породы сжимает специальную пружину в конструкции, и в работу вступают шарошки. Таким образом, разрушение происходит за счёт комбинированного, последовательного или одновременного воздействия режущих элементов и шарошек, что обеспечивает высокую эффективность в широком диапазоне горно-геологических условий.
Термобур (термоударный инструмент)
Другим перспективным типом комбинированного инструмента является термобур, который использует для разрушения породы тепловую энергию в сочетании с механическим воздействием. Его конструкция включает несколько ключевых узлов: камеру сгорания, сопловую крышку, головку с завихрителем, защитный чехол, переходник, буровую коронку и износостойкую гильзу.
Принцип работы термобура заключается в следующем: горючее, подаваемое через фильтр и форсунку, сгорает в камере, создавая высокотемпературную струю газов. Для охлаждения самого инструмента и удаления разрушенной породы используется вода, которая под давлением 0,3–0,9 МПа циркулирует по специальным каналам между камерой сгорания и чехлом, а затем охлаждает сопловую крышку и коронку, после чего выбрасывается в скважину. Термическое воздействие резко снижает прочность породы на локальном участке, что в сочетании с работой коронки приводит к её эффективному разрушению.
