Файл: Механизация вспомогательных операций в разведочном бурении..pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.04.2024

Просмотров: 129

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

 

 

 

 

 

Тип

мотобура

 

Показатели

 

 

Mi

Д10

МП і

 

 

 

 

 

Механическая скорость бурения,

м/ч:

 

197,0

124,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

252,5

169,5

Техническая скорость бурения по профилю,

м/ч

64,0

42,9

Механическая скорость бурения,

м/ч:

 

47,2

21,2

по профилю

 

 

 

Техническая скорость

бурения:

 

 

116,5

26,5

 

 

 

 

 

 

15,4

9,3

 

 

 

 

 

Более

высокие

скорости

бурения

у M l

обусловлены

тем, что

бурили на

второй

скорости

вращения

инструмента. При

проходке

вязких глин или зон с большим содержанием обломочного материала периодически включалась первая скорость (как правило, при за­ клинке шнека обломочным материалом). Наличие у МІ радиальноупорных подшипников позволяет создавать в процессе проходки скважин высокое давление на забой, что благоприятно сказывается на увеличении механической скорости бурения.

Мотобур МП1 с четырехлопастным породоразрушающим инстру­ ментом Д10 обеспечивают проходку 200—400 м, один шнек длиной 1,25 м позволяет пробурить 250—300 м. Следует отметить высокую эффективность четырехлопастного лородоразрушающего инстру­ мента ДЮ, который при бурении мотобуром МІ в породах I I — I I I категорий обеспечивает механическую скорость в 2—4 раза боль­ шую по сравнению с мотобуром МП1.

Всего за время предварительных и приемочных испытаний опыт­ ным образцом мотобура M l пробурено около 6000 м.

Проведенные на основе результатов испытаний расчеты пока­ зали, что при бурении скважин шнековым способом себестоимость 1 м снижается с 1,13 до 0,73 руб. По этим же данным применение M l

обеспечивает повышение

производительности

траншейных

работ

на 3%.

 

 

 

ОБОРУДОВАНИЕ И ОПЫТ

БУРЕНИЯ СКВАЖИН

ГЛУБИНОЙ

15—25 М

Для проходки скважин указанной глубины в настоящее время имеются буровые установки: УПБ-25, БУВ-1А, СУГП-10, БУКС-ЛГТ и др. Для отбора проб большого объема путем бурения скважин взамен шурфов при разведке россыпных месторождений золота СКБ Главнефтепроммаша разработана специальная буровая уста­ новка УБСР-25.

Наиболее распространенной буровой установкой для бурения скважин глубиной до 25 м является УПБ-25.


Установка УПБ-25 предназначена для бурения скважин по по­ родам I — X I I категорий по буримости шнековым и колонковым способами при поисково-картировочных работах, инженерно-геоло­ гических изысканиях. Установка включает станок, плунжерный

 

 

Рис. 91. Установка

УПБ25.

J

— пневматическое

колесо; 2 — направляющие

стойки; 3 — вращатель;

4

— топливный бак;

5 — компенсатор; в

вилка;

7 — двигатель «Друж-

ба-4»; 8— лебедка; 9— укосина; ю — рама;

11 — пружинный аккумулятор.

горизонтальный промывочный насос 1НБ-8 и три комплекта бурового инструмента.

Станок состоит из следующих основных узлов (рис. 91): рамы с направляющими стойками, укосиной и вилкой с компенсатором,

вращателя с двигателем «Дружба-4» и топливным баком, лебедки, механизма подачи с пружинным аккумулятором и пневматических колес.

Рама связывает все узлы станка и является несущей частью. Она представляет собой сварную конструкцию Т-образной формы, изготовленную из швеллерного и трубного проката. На концах рамы приварены бобышки, через которые она.крепится (при снятых коле­ сах) коническими штырями на заданной точке. В передних бобышках закрепляются полуоси пневматических колес. В кронштейнах, при­ варенных к раме, находятся оси блоков полиспастной системы меха­ низма подачи, проушины укосины и основания направляющих стоек. Компенсатор, расположенный на вилке, предназначен для натяже­ ния верхней ветви каната.

Вращатель представляет собой двухскоростную коробку пере­ дач, заключенную в алюминиевый корпус, к задней стенке которого присоединяется бензиновый двигатель «Дружба-4»; топливный бак

крепится

наверху

вращателя. Поступательное

движение

(вверх

и вниз по направляющим) передается вращателю

с. помощью

рым-

болта и

скобы, к

которым крепятся две ветви троса, соединяющие

вращатель с лебедкой и механизмом подачи. Вращение от двигателя через конические и цилиндрические шестерни передается на глав­ ный вал вращателя. Он может вращаться с двумя скоростями 252 и 840 об/мин. Изменение скоростей достигается при помощи вилки переключателя, расположенной на передней стенке корпуса враща­

теля. На правой

стороне

корпуса,

сбоку,

находится

регуля­

тор для изменения

числа оборотов

коленчатого вала, включения

и выключения центральной

муфты

сцепления

двигателя

«Друж­

ба-4».

 

 

 

 

 

К верхней части главного вала вращателя через переходник крепится промывочный сальник. Для улучшения скольжения вра­ щателя по стойкам рамы в направляющие цилиндры его корпуса впрессованы текстолитовые втулки.

Лебедка предназначена для проведения спуско-подъемных опе­ раций и зарядки пружинного механизма подачи. Она имеет 2 ско­ рости вращения — прямая от рукоятки и через шестерни. Ско­ рость через шестерни используется для зарядки механизма подачи, для срыва прихваченного снаряда. На барабане закрепляются два конца каната.-Один соединяется с вращателем сверху через верхний блок установки, другой — снизу через блоки пружинного механизма подачи. Лебедка приводится во вращение вручную при помощи съемной рукоятки. Корпус лебедки из алюминиевого сплава кре­ пится к вилке. Храповик и рукоятки лебедки закрепляются под­ пружиненной собачкой.

Механизм подачи служит для передачи давления на забой до 3000 кгс/см2 и представляет собой полиспастную систему с пружин­ ным аккумулятором с зарядкой от лебедки. Давление на забой опре­ деляется по указателю механизма подачи, шкала которого отградуи­ рована в к'гс. Шток механизма может перемещаться на 50 мм. Длина

15 Занав 2023

225


троса полиспастной системы при переходе с вертикального на на­ клонное бурение регулируется стяжной втулкой.

 

 

 

Техническая характеристика

станка

Бурение шнековым инструментом в поро­

 

дах I — I I I

категорий:

 

 

 

глубина

скважин,

м:

 

 

диаметром 102 мм

 

5

диаметром 62 и 70 мм

 

15

диаметр

керна,

мм

 

 

30

Бурение

колонковым

снарядом с промыв­

 

кой забоя в породах до ХТТ

категории:

 

глубина

скважин,

м

 

25

диаметр,

мм

 

 

 

36

диаметр

керна,

мм

 

 

20

Вращатель:

 

 

 

 

 

 

подача,

мм

 

 

 

1600

скорость

вращения

вала,

об/мин . .

252 и 840

Угол наклона

скважины, град

 

90—60

Лебедка:

 

 

 

 

 

 

 

тип

 

 

 

 

 

 

ручная

грузоподъемность,

кгс

 

250

дпаметр

каната,

мм

 

5,7

Механизм

подачи на

забой

 

пружинный

Осевое давление, кгс

 

 

 

0—300

Двигатель

 

 

 

 

 

бензиновый,

 

 

 

 

 

 

 

«Дружба-4»

Мощность

двигателя,

л. с

 

4

Скорость

вращения

коленчатого вала,

 

об/мин

 

 

 

 

 

 

5200

Расход топлива, г/л.

с. ч

 

550

Топливо

 

 

 

 

 

 

смесь бензина А-74

 

 

 

 

 

 

 

или А-72 с маслом

 

 

 

 

 

 

 

АК-10 в пропорции

Габаритные

размеры

установки,

мм:

15: 1 по объему

 

длина

 

 

 

 

 

1775

ширина

 

 

 

 

1090

высота

 

 

 

 

 

2600

Вес станка,

кг

 

 

 

90

Насос 1НБ-8 состоит из привода и гидравлической части, соеди­ ненных между собой и смонтированных на общей раме.

Промывочная жидкость через всасывающий рукав и воздушный колпак поступает в насос, из которого она попадает в нагнетатель­ ную линию. На этой линии устанавливается манометр, снабженный разделителем с демпфирующим устройством. Двигатель через ре­ дуктор и клиноременную передачу передает движение плунжера насоса.

Вприводной части насоса расположен эксцентриковый вал с ша­ туном, который соединяется с плунжером. Уплотнение плунжера достигается резиновыми манжетами. Смазка производится через масленку. Бензиновый бак устанавливается выше насоса.

Вкорпусе гидравлической части насоса расположены вставной стакан с резиновыми кольцами, всасывающий и нагнетательный


клапаны. Клапаны — тарельчатые с резиновой уплотнительной шай­ бой, в вертикальном положении они удерживаются цилиндрическими пружинами. Предохранительный клапан смонтирован в корпусе крышки.

Техническая характеристика насоса

Тип насоса

 

 

 

плунжерный,

 

 

 

 

 

 

горизонтальный

Производительность,

л/мин

 

10

Давление, кгс/см-

 

 

 

15

Скорость

вращения

вала,

об/мин

 

490

Высота

 

всасывания

при

температуре

воды

 

+ 3 0 °

С, м. вод. ст

 

 

 

4,5

Число

плунжеров

 

 

 

1

Диаметр

плунжера,

мм

 

 

40

Ход плунжера, мм

 

 

 

20

Диаметр напорного шланга, мм

 

12

Диаметр

всасывающего шланга, мм

. . . .

25

Габаритные размеры, мм:

 

 

 

длина

 

 

 

585

ширина

 

 

 

345

высота

 

 

 

435

Двигатель внутреннего сгорания

 

«Дружба-4»

Редуктор

 

 

 

 

шестеренчатый,

 

 

 

 

 

 

одноступенчатый,

 

 

 

 

 

 

передаточное от­

 

 

 

 

 

 

ношение 1:3,7

Общий

вес, кг

 

 

 

50

Установка комплектуется тремя наборами бурового инструмента. Первый комплект инструмента используется при шнековом бурении

скважин диаметром 62 и 70 мм до глубины 15

м (бескерновое бурение)

в породах I — I I I категорий. Взятие проб

пород, воздуха, воды,

проведение гамма-каротажа производятся по существующим пра­ вилам.

Второй комплект применяется для бурения полыми шнеками скважин диаметром 102 мм глубиной до 5 м в породах I — I I I ка­ тегорий. Образцы керна диаметром 30 мм отбираются с любого ин­ тервала съемным грунтоносом, опускаемым в полые шнеки на тросе.

Третий комплект предназначен

для бурения

твердосплавными

и алмазными коронками скважин

диаметром 36

мм глубиной до

25 м с промывкой забоя. Диаметр отбираемого керна равен 20 мм. Установка УПБ-25 отличается от существующих установок тем, что позволяет проходить скважины с промывкой колонковым и «всу­ хую» шнековым способом. Это достигается применением механизма подачи, характеризующегося большим ходом полого шпинделя с верхним сальником, и двухдиапазонной коробки скоростей вра­ щения бурового инструмента (для колонкового и шнекового бурения). Одна установка УПБ-25 проходила испытания в Восточно-Кура- минской экспедиции в Узбекистане в горной местности с плохой

проходимостью с высотными отметками 1100—1350 м.

Скважины бурились шнековым и шнеко-колонковым комбини­ рованным способами. Рыхлые отложения I I — I V категорий,

15*

227


представленные сухими суглинками и плотными глинами с включением небольшого количества обломочного материала, проходились без от­ бора керна шнеками диаметром 60 мм с винтовым породоразрушающим инструментом диаметром 62 мм или с двухлопастным доло­ том диаметром 70 мм. Несколько скважин были пробурены полыми шнеками диаметром 100 мм с винтовым породоразрушающим инстру­ ментом диаметром 102 мм, образцы породы отбирались съемным грунтоносом, опускаемым в полые шнеки на канате. Пробы по сухим суглинкам и глинам отбирались в количестве 60—100% от пройден­ ных интервалов скважин. Коренные породы V I I I — I X категорий, представленные туфами и порфиритами, бурились колонковым спо­

собом твердосплавными и

алмазными коронками диаметром 24 и

36 мм с

промывкой забоя

водой насосом 1НБ-8. Выход керна со­

ставлял

от 30 до 100%.

 

При бурении использовались стальные бурильпые трубы диамет­ ром 24 мм. Скважины не крепились. Спуско-подъемные операции проводились при помощи лебедки через вращатель, а также вручную.

Несколько скважин пробурено шнековым способом под углом 60—70°, средней глубиной 11 м (максимальная 18,5 м). Диаметр скважины 62 и 70 мм. Расстояние между ними составляло 55 м. Техническая скорость бурения при этом достигала 16,1 м/ч. Глу­ бина скважин, пробуренных полыми шнеками с отбором образцов породы съемным грунтоносом с забоя, составляла 6 м. Техническая скорость бурения равнялась 8,6 м/ч.

Средняя глубина скважин, пробуренных комбинированным спо­ собом, шнеками с двухлопастным долотом диаметром 70 мм и колон­ ковым снарядом диаметром 36 мм с отбором керна, составила 26 м, максимальная 47,3 м. Техническая скорость бурения 5,6 м/ч при расстоянии между скважинами 70 м.

На другом участке в этой же экспедиции с высотными отметками 1200—1400 м установкой УПБ-25 с использованием стальных и легкосплавных (алюминиевый сплав В-95) бурильных труб диамет­ ром 24 мм бурились картировочные скважины. Геологический разрез участка был представлен плотными лёссовидными отложениями, в которых иногда встречались включения крупнообломочного ма­ териала, а также трещиноватыми кварц-серицитовыми и кварцкаолинитовыми ( V I I — I X категории по буримости) породами. Мощ­ ность насосов (объем бурения которых составлял около 80%) изменя­ лась от 6 до 70 м. Лёссовые отложения разбуривались пикобуром диаметром 50 мм, армированным твердосплавными резцами вось­ мигранной формы, а коренные породы и валунно-обломочные отло­ жения в зависимости от крепости и трещиноватости их проходились твердосплавными коронками диаметром 46 мм типа СМ-2, СА и ал­ мазными коронками. Скважины промывались водой при помощи насоса 1НБ-8.

В зависимости от твердости пород проходка скважин производи­ лась на различных режимах бурения (табл. 29).