トリコーンビットの使用：ビットにかかる荷重と回転数が岩に実際に及ぼす影響
穴の底にある三角錐ビットは、地層に対して３つの作用のうちの１つを行っている。そのうち掘削は１つだけである。
ビットにかかる荷重が低い場合（岩盤の圧縮強度を下回る場合）、歯は岩盤を食い込まず、底面を滑るように動き、摩擦によって岩盤を削り取っています。掘削はごくわずかで、歯の摩耗は急速に進むにもかかわらず、ほとんど進展がありません。これは表面破砕であり、超硬合金とベアリングの寿命を消耗するだけで掘削距離がほぼゼロになるため、最もコストのかかる回転方法です。
中間的な荷重（岩石の圧縮強度に近づいているが、それを超えていない状態）では、歯はまだ完全に岩石に食い込んではいないものの、有益な働きをしている。それは、地層表面に微細な亀裂のネットワークを作り出すことだ。歯が岩石に衝突するたびに、亀裂は少しずつ広がっていく。最終的に、十分な回数のサイクルを経ると、岩石は疲労して剥がれ落ちる。効果はあるが、その速度は遅い。これが疲労破壊ゾーンである。
最大荷重（岩盤の圧縮強度を超える荷重）がかかると、ビットの歯が岩盤に食い込みます。歯が岩盤に食い込むたびに、脆性破壊によってクレーターが形成されます。切り屑が飛び散り、ビットは前進します。これが体積破砕であり、実際に掘削が行われる唯一の領域です。
コツは、ボリュームを潰すのに十分な重量を走ることだけではありません。右体重と右掘削する岩盤に適した速度を選択してください。なぜなら、ビットの下にある岩盤の種類によって、荷重（WOB）、回転数（回転数）、および掘削速度の関係が大きく変化するからです。
岩石がパラメーターに及ぼす影響
柔らかく、可塑性のある形状粘土、軟質頁岩、未固結砂など。歯は容易に貫通します。制限要因は岩盤への到達ではなく、ビットが詰まるのを防ぐために穴を素早く清掃することです。適度なWOB（ビット荷重）で運転してください。歯が岩盤に食い込むのに十分な量ですが、ビットが詰まるほどではありません。これらの地層では、掘削速度が回転速度にほぼ比例するため、ストリングとリグが対応できる限り高いRPMで運転してください。RPMを2倍にすると、掘削速度もほぼ2倍になります。軟岩では歯の摩耗が少ないため、速度はそれほど重要ではありません。
中程度の硬さの地層硬い石灰岩、ドロマイト、中程度の砂岩。ここで状況は一変します。歯は岩を砕いて貫通する必要があり、砕くには時間がかかります。衝撃が岩全体に伝わり、亀裂が生じ、破片が分離する必要があります。回転速度が速すぎると、破砕が完了する前に歯が外れてしまい、完全な破片を取り除く代わりに、底に部分的な亀裂が残ってしまいます。結果として、回転速度を速くしても、それに比例して貫通速度が速くなるわけではありません。歯が部分的に破砕された岩に高速で衝突するため、歯の摩耗が早まるだけです。
実際の数値で言うと、中程度の岩盤（プロトジャコノフ硬度で6～7程度）では、回転数を2倍にしても、掘削深度は100%ではなく、50～70%程度しか向上しない。硬度が高くなるにつれて、効率の低下も大きくなる。
硬くて研磨性のある地層花崗岩、珪岩、チャート。ここで問題となるのは2つあります。岩石が破砕されるのに時間がかかることと、作業中に刃が摩耗することです。最適な回転数を超えると、かえって逆効果になります。刃は高速では破砕サイクルを完了できないため、掘削速度が横ばいになるか、低下することさえあります。一方、超硬合金はより高い線速度で硬く研磨性の高い岩石と擦れるため、摩耗が加速します。どの地層にも実用的な回転数の上限があり、それを超えるとビットの寿命が騒音に変わってしまいます。
実験データもこれを裏付けている。岩石の等級を横断した制御試験では、回転数を2倍にすると、等級4の大理石では掘削深度が93%増加したが、等級9の斑状花崗岩ではわずか28%の増加にとどまった。等級4から9にかけて、回転数増加による効果は減少傾向にある。最も硬く、最も摩耗性の高い岩石では、回転数を上げてもほとんど効果はなく、ビットの寿命を縮めるだけである。
WOBのスイートスポット、ロック・バイ・ロック
粘着性のあるプラスチック状の構造物（粘土、泥岩、軟質頁岩）：軽いWOB（掘削荷重）。これらの地層は容易に切削できます。荷重が重すぎると、地層が歯の隙間に詰まり、ビットが固着します。低粘度・低密度の掘削液は、膨張や固着を防ぐのに役立ちます。炭質頁岩は特に崩壊しやすいので、油圧の流れを維持し、WOBを軽く保ってください。
研磨性の形成物（石英砂岩、礫岩）：WOB（荷重負荷）が高くなります。歯が完全に粉砕領域に入るまで十分に強く押し込まないと、歯が疲労領域に長く留まり、地層に擦れて平らに摩耗してしまいます。重量が増えると、擦れる時間が減り、粉砕量が増えるため、逆説的に歯の摩耗が軽減されます。礫岩では、ビットが跳ねたり、衝撃で損傷したりするリスクが高まります。弦を安定させ、過度に回転させないようにしてください。
亀裂の入った、洞窟状の地形（カルスト石灰岩、断層帯）：荷重負荷（WOB）を低減。ビットが空隙や亀裂帯に当たると、荷重が急激に解放され、その後再び急激にかかります。このような状況で荷重負荷が高いと、歯が折れたりベアリングが損傷したりします。軽くして、一定の回転数で回転させ、ビットが亀裂帯を無理に通過するようにしてください。
層状構造（硬い層と柔らかい層が交互に現れる場合）：これは調整が最も難しい部分です。ビットは岩盤の強度が常に変化する状況に直面します。硬い層に適したビット荷重（WOB）は、柔らかい層には大きすぎます。妥協策としては、硬い層に合わせて調整し、柔らかい層では若干性能が劣ることを許容することです。硬い層でも問題なく掘削できるビットは、柔らかい層に合わせて最適化され、硬い層で破損してしまうビットよりも、全体的に掘削速度が速くなります。
それらを結びつけるルール
WOBは岩に食い込む力です。RPMは1分間に何回食いつくかを決定します。しかし、岩が歯が動く前に食い込みが完了する速度の制限を決定します。
これだけは覚えておいてください。軟岩は回転数（回転数）を好みますが、硬岩は時間が必要です。硬岩に回転数を上げすぎると、掘削速度は速くならず、ビットが摩耗するだけです。軟岩に重量をかけすぎると、掘削深度は深くならず、ビットが詰まってしまいます。バランスをうまく取れば、前回の掘削では遅く感じたビットが、作業員たちが奪い合うほどの人気ビットになります。
