Analiza numeryczna skuteczności zastosowania wstecznych otworów w świdrach udarowo-obrotowych

Stosowanie świdrów udarowo-obrotowych do wiercenia otworów strzałowych w górnictwie jest ciągle uzasadnione z ekonomicznego punktu widzenia. Obserwuje się dominację świdrów słupkowych w stosowanej technice wiertniczej nad świdrami ostrzowymi krzyżowymi. Pewnym ograniczeniem w prędkości wiercenia i uzyskiwanych przewiertach jest jakość płukania dna otworu. Nietypowym problemem jest zaburzenie wynoszenia zwiercin strumieniem płuczki powietrznej w strefie połączenia świdra z młotkiem wgłębnym. Podejmowano próby zastosowania w korpusie świdra otworów wstecznych mające charakter metody prób i błędów. Analityczny opis zjawiska jest utrudniony ze względu na skomplikowany kształt przestrzeni, w której przepływa płuczka wiertnicza. Dlatego wykorzystanie metod numerycznych stwarza możliwości dokonania pogłębionego opisu przepływu płuczki wiertniczej w analizowanym problemie. Artykuł przedstawia wyniki symulacji komputerowej w postaci map ciśnień i prędkości przepływu w strefie świdra i młotka wgłębnego.

The percussion-rotary bits used for drilling blast holes in mining is still justifiable from the economical point of view. Cogged-bits are more frequently applied than the cross-blade bits. The drilling rate and footage are to some extent limited by the quality of washing the wellbore bottom. The disturbed process of cuttings removal from the well with air mud in the zone where the bit is connected with the downhole hammer. Attempts at using the reverse holes in the bit body were made. The analytical description of the effect is hindered by the complex shape of the space in which the mud is flowing. Therefore, the use of numerical methods enables detailed description of drilling mud flow in view of the analyzed problem. The paper presents the results of computer simulations in the form of maps of pressure and flow rate in the zone of the bit and downhole hammer.