Ето подробна разбивка защо и как:
1. Основен механизъм: Консумация на енергия
Сондирането е процесът на раздробяване на скала и отстраняване на отломки. По-твърди скали:
Изисква се повече сила (енергия на удара) за иницииране и разпространение на пукнатини.
Причиняват по-бързо износване на свредлата (бутони, фрези), намалявайки тяхната ефективност. Тъпото свредло пробива много по-бавно.
Устойчивост на проникване, което означава, че всеки перкусионен удар или цикъл на въртене произвежда по-малка дълбочина на рязане.
2. Количествено определяне на въздействието
Уравнение на скоростта на пробиване: При ударно сондиране скоростта на проникване често се приближава като обратно пропорционална на якостта на натиск на скалата. Двойно по-твърда скала може да доведе до по-малко от половината скорост на пробиване, при равни други условия.
Специфична енергия: Това е енергията, необходима за отстраняване на единица обем скала. По-твърдите скали имат много по-висока специфична енергия, което директно се превръща в по-бавен напредък за дадена мощност.
3. Други свойства на скалата, които работят заедно с твърдостта
Докато „твърдостта“ (често измервана като едноосна якост на натиск - UCS) е основна, тя взаимодейства с други свойства:
Абразивност: износва инструментите по-бързо, усложнявайки загубата на скорост от твърдостта.
Крехкост срещу пластичност: Крехките скали (като някои гранити) се счупват по-чисто от пластичните, което понякога може частично да компенсира ефекта от високата твърдост.
Разрушаване и текстура: Много твърда, но силно напукана скала може да пробие по-бързо от масивна, умерено твърда скала, защото счупванията осигуряват равнини на слабост.
4. Последици за сондажните операции
Скорост на проникване (ROP): Това е пряката мярка за скоростта (метри на час). Графиките на ROP за съоръжения винаги показват рязък спад с увеличаване на якостта на скалата.
Цена на метър: По-ниска скорост + по-високо износване на свредлото=значително увеличи разходите за пробиване в твърди скали.
Избор на машина: Изключително твърдите скални образувания изискват съоръжения с висока-мощност, висока-енергия на удар (напр. мощен хидравличен горен чук или DTH съоръжения) за постигане на жизнеспособни скорости. Стандартните съоръжения може да са неефективни.
5. Как бормашините смекчават въздействието на твърдостта
Оптимизирани свредла: Използване на свредла с превъзходен твърдосплав, оптимален размер/разстояние на бутоните и специализирани форми за твърди, абразивни скали.
Параметри за регулиране: Увеличаване на ударното налягане/енергия и силата на въртене (въртящ момент), като същевременно потенциално намалява скоростта на въртене, за да се предотврати прекомерното износване на битовете.
Усъвършенствани технологии: Използване на високо{0}}честотни хидравлични бормашини, ефективни системи за предаване на ударни вълни и автоматизирано управление за осигуряване на оптимален трансфер на енергия.
