Обгрунтовано механізм ущільнення зруйнованого грунту на поверхні кільцевого бура у разі взаємного зміщення осей робочого органа та свердловини, а також механізм транспортування матеріалу з урахуванням сил бокового тиску, що дозволяє мінімізувати енергоємність процесу буріння. Встановлено закономірності заповнення шнека залежно від його параметрів, а також процесу видалення грунту та подачі кільцевого бура у забій. Створено модель переміщення грунту по кільцевому шнеку з урахуванням сил бокового тиску та модель процесу ущільнення зруйнованого грунту на поверхні кільцевого бура у разі взаємного зміщення осей робочого органа та свердловини. Розроблено та впроваджено у виробництво шнекові кільцеві бури, які дозволили підвищити ефективність функціонування бурильних машин під час утворення свердловини у міцних грунтах.