ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 19.06.2024
Просмотров: 112
Скачиваний: 0
в г. Ярославле). Линия регрессии достаточно хорошо апрокснмнруется выражением вида
tc = 7,0 -|- 0,87Я. |
(153) |
В выражении (139) коэффициент а представляет собой вре мя (в мин), затрачиваемое на операции, продолжительность которых не зависит от глубины скважины (очистка зондов; раз-
і с,мин
Рис. 28. Зависимость затрат времени на спуско-подъемные операции от глубины скважины при ударно-вибрационном бурении агрегатом АВБ1М:
У—линейная апроксимация линии регрессии; 2 — возможные вари анты аналитического вида линейной функции i c = f { H ) .
борка грунтоноса, извлечение из него монолита; сборка грун тоноса; присоединение первой бурильной трубы к вибромолоту и т. д.). Численная величина его зависит главным образом от двух факторов: технологических особенностей работы буровой
бригады и назначения скважины. При |
работе |
бригады |
двумя |
зондами, а также когда из скважины |
не требуется отбирать |
||
монолиты, коэффициент а будет весьма |
мал |
(не более |
1 мин) |
Ti может приниматься равным нулю; при работе одним зондом, но без отбора монолитов — в пределах 7—13 мин; при работе одним зондом и с отбором из скважин монолитов — в пределах 15—25 мин. Коэффициент b представляет собой время, отнесен ное к единице длины скважины (мин/м). Его численная вели-
76
-чина зависит от производственных навыков буровой бригады, технического состояния используемого инструмента и степени механизации спуско-подъемных операций. Выделим три значе
ния коэффициента Ь: 0,5; |
1 и 2. Первое его значение характери |
|||||||||||||||||||
зует |
высокую степень |
механизации |
спуско-подъемных |
опера |
||||||||||||||||
ций, |
значительную |
скорость подъема |
инструмента и |
высокую |
||||||||||||||||
квалификацию |
буровой |
брига |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
ды; второе |
— отсутствие |
при |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
способлений |
для |
механизации |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
спуско-подъемных |
операций, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
но высокую квалификацию |
бу |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
ровой |
бригады; |
|
третье — срав |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
нительно |
низкую |
квалифика |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
цию буровой бригады и невы- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
-сокую скорость |
|
подъема |
|
ин |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
струмента |
|
(менее |
0,5 |
м/мин). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Различные |
|
сочетания |
указан |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
ных |
|
значений |
коэффициентов |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
а и b охватывают практически |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
все |
возможные |
|
случаи |
изме |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
нения затрат времени на спу |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
ско-подъемные |
операции |
|
при |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
увеличении |
глубины |
скважи |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
ны, |
которые |
могут встретиться |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
в производстве. |
исходных |
дан |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
В |
качестве |
Рис. 29. Зависимость рейсовой скоро |
||||||||||||||||||
ных |
для |
проверки |
теоретиче |
|||||||||||||||||
ской |
зависимости |
(152) |
были |
сти |
вибробуреиия |
агрегатом |
АВБ2М |
|||||||||||||
от |
глубины |
скважины при |
бурении |
|||||||||||||||||
приняты |
осредненные |
условия |
лёссовидных |
суглинков |
и |
глин |
в |
|||||||||||||
бурения |
|
(диаметр |
скважин |
районе |
г. Полтавы |
(график |
построен |
|||||||||||||
127 |
|
мм, |
|
глубина |
|
сква |
по |
материалам хронометражных |
на |
|||||||||||
жин— для |
|
выбора fa |
и |
Ru |
|
блюдений |
Б. В. Цынского). |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
разбуриваемые |
|||||||||||||||
ш |
вычисления |
|
веса |
|
инструмента •—7 м, |
|||||||||||||||
грунты — глины |
и суглинки тугопластичной консистенции, |
Вк= |
||||||||||||||||||
= 0,3; |
/н = 4300 |
кгс/см2; |
|
/?п=320 000 |
кгс/см2; |
&і=0,75; |
k2 = |
|||||||||||||
= 0,8). /1^0,315; 5^0,15; |
Сі = 0,62. |
Значения коэффициентов а |
||||||||||||||||||
и Ь были приняты соответственно равными 7,0 и 0,87. |
|
В каче |
стве длин рейсов были взяты средние величины погружения на
конечника для каждого интервала глубины скважины. |
рассмат |
Полученная расчетная зависимость vp= f ( H ) для |
|
риваемого случая изображена на рис. 27 (кривая 2). |
Сравне |
ние кривых 1 и 2 показывает, что за исключением начальных интервалов бурения теоретическая кривая совпадает с линией регрессии, построенной по опытным данным. Следовательно, выражение (152) может быть использовано для расчета опти мальной длины рейса.
На рис. 29 представлены графики зависимости рейсовой ско рости вибробурения от глубины скважин (построенные, для каж
дой скважины). В целом графики аналогичны корреляционно му графику, представленному на рис. 27. Характер графиков показывает, что аппарат случайных процессов может быть при менен для изучения не только механической, но и рейсовой ско рости бурения.
Исследование оптимальной длины рейса при вибробурении
Аналитическое |
выражение для оптимальной |
длины рейса |
|
при ударно-вибрационном бурении L0пт может |
быть представ |
||
лено формулой |
|
|
|
|
|
1 |
|
Сі |
1 —ВСХу Н — АСг у н І 0пт |
|
|
+ АС\ у Н |
In |
1—ВСгуТГ —АСг Ѵ н~L0 |
А- |
1—всг у н |
Это выражение можно решить графически для трех харак терных случаев ударно-вибрационного бурения, которые условно, названы облегченными, средними и тяжелыми условиями. Ха рактеристика этих условий дана в табл. 7.
Т а б л и ц а 7
|
|
Х а р а к т е р и с т и к а у с л о в и й в и б р о б у р е н и я с к в а ж и н |
|
||||||
Условия |
|
|
|
|
Значение |
Условный |
|
Коэффициенты |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Название грунтов |
коэффици |
диаметр |
|
|
|
||||
бурения |
ента кон |
наконеч |
А |
в |
с, |
||||
скважин |
|
|
|
|
систенции |
ника» мм |
|||
Облег |
Связные |
глини |
0,5 |
108 |
0,20 |
0,10 |
0,20. |
||
ченные |
стые грунты мягко |
|
|
|
|
|
|||
|
пластичной |
конси |
|
|
|
|
|
||
|
стенции |
|
|
|
|
|
|
|
|
Средние |
То |
же, |
тугопла |
0,2 |
127 |
0,39 |
0,16 |
0,52 |
|
|
стичной |
и полу |
|
|
|
|
|
||
|
твердой |
консистен |
|
|
|
|
|
||
|
ции |
|
|
|
|
|
|
|
|
Тяжелые |
То |
же, |
твердой |
0,0 |
168 |
1,15 |
0,31 |
0,60 |
консистенции
График зависимости Lom от Н представлен на рис. 30.
С целью проверки разработанных рекомендаций по выбору оптимальной длины рейса при вибробурении на одной из пло щадок в районе г. Ярославля, сложенной моренными глинами
78
и суглинками, вибромолотом ВБ7 были пробурены две одно типные скважины, одна из которых проходилась по ранее уста новленной технологии, а вторая — по новой, т. е. с оптимальной длиной рейса. Вторая скважина, проходившаяся рейсами оп-
Рис. 30. Зависимость оптимальной длины рейса при ударно-вибрационном бурении от глубины скважины при различных коэффициентах линейной функции затрат времени на спуско-подъемные операции и для различных условий проходки:
/ — облегченные; 2 — средние; 3 — тяжелые условия.
тималыюй длины, была пробурена на 10 мин быстрее первой, хотя число рейсов во втором случае было больше, чем в перзом.
ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ВИБРОБУРЕНИЯ
СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВИБРОБУРЕНИЯ В ОТЕЧЕСТВЕННОЙ ПРАКТИКЕ
Благодаря организации серийного выпуска вибрационных машин с каждым годом увеличиваются объемы вибробурения, расширяется сфера его применения, улучшаются технико-эконо мические показатели. На рис. 31 приведена диаграмма, наглядно иллюстрирующая рост ежегодных объемов вибробурения за по следние 17 лет.
В 1972 г. вибрационное бурение, вибропогружение и вибро
извлечение обсадных труб применяли около 100 |
организаций. |
Объем вибробурения в 1971 г. составил более |
400 тыс. м (в |
1965 г. — 260 тыс. м). Общий объем вибробурения, |
выполненный |
за последние 15 лет, составляет 3,5 млн. м. |
|
Наиболее широко вибробурение освоили организации, произ |
водящие инженерные изыскания в строительстве. Особые успехи в применении вибробурения достигнуты в Мосгоргеотресте. Эта организация использует вибробурение в промышленном мас штабе с 1955 г. Большие объемы вибробурения выполняют так же Мосинжпроект, БелГИИЗ, Эстонпроект, ГорьковТИСИЗ, Ленгипроводхоз, Гидропроект и другие организации.
В табл. 8 приведены данные об объемах применения и про изводительности различных способов бурения, в том числе внбробурения, при инженерных изысканиях в строительстве. Эти данные свидетельствуют о том, что самая высокая производи тельность получена при вибробурении.
Вибрационное бурение все шире начинает использоваться и в практике геологоразведочных работ. В Центрально-Казах станском геологическом управлении оно освоено для целей глу бинной металлометрической съемки при поисках и разведке рос сыпных месторождений золота. За период с 1962 г. здесь про бурено более 200 тыс. м скважин. С 1969 г. вибрационное буре-
80
ние геологоразведочных скважин начали |
внедрять и на Урале. |
||||
В 1970 г. было пробурено 3,5 тыс. |
м скважин, |
в |
1971 |
г.— |
|
6 тыс. м, в 1972 г.— 15 тыс. м. За |
счет |
внедрения |
вибрацион |
||
ного бурения при разведке россыпных месторождений, |
место |
||||
рождений строительных материалов |
и других |
производитель |
|||
ность труда повышается в 2—3 раза, а стоимость работ |
сни |
||||
жается в 1,5 раза. |
|
|
|
|
|
ббОтыс.н
1355 |
/357 |
/353 |
|
/361 |
/363 |
/365 |
/967 |
/969 |
/972 |
||||
/956 |
/958 |
/960 |
/962 |
/966 |
/366 |
/366 |
|
/970 |
|||||
|
|
|
|
|
Годы |
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 31. |
|
Диаграмма |
роста |
объемов |
|
вибробурення, |
|
выполненных |
|||||
|
|
|
|
|
|
в СССР. |
|
|
|
|
|
|
Для производства вибробурения в отечественной практике используют примерно 10 типов виброустановок (агрегатов) и 15 типов вибропогружателей. Наиболее широко применяются виброагрегаты АВБ2М с вибромолотом ВБ7. Из других виброустановок применяются ПВВК-8, БУВ-1Б, БУЛИЗ-15, ВБУ-ГАЗ-63, ВБУ-ЗИЛ-131, АВБ1М, СВБУ-ЛГВХ, СБУЭМ- 150-ЗИВ, СВА-2, ВУД-25, СВУ-55. В качестве вибропогружате лей на указанных установках используют встроенные виброма шины либо специально придаваемые (ВПМ-1, ВБЛ-ЗА, БТ-9, ВГ-6, ВГ-8, ВО-10, и др.).
si
Объемы применения и производительность
Объем буре
Способ бурения |
|
|
|
|
|
|
|
|
19G3 |
196*1 |
|
1965 |
1967 |
1969 |
1970 |
1971 |
1963 |
Ручной ударно-вращательный 7 9 9 |
1 4 0 0 |
|
1 4 4 0 |
1 5 8 0 |
1 4 3 2 |
1 2 6 0 |
1 3 0 0 |
3 8 , 0 |
-Ударно-канатный кольцевым |
7 3 5 |
|
9 0 3 |
1 1 5 6 |
1 1 9 0 |
ИЗО |
1 3 7 0 |
|
забоем |
|
|
|
|
|
|
|
|
с промывкой или |
|
|
|
|
|
190 |
2 2 0 |
|
продувкой |
|
|
|
|
|
|
|
|
Колонковый |
|
|
|
|
|
|
|
|
всухую |
5 6 0 |
|
6 5 4 |
8 8 6 |
1 2 0 6 |
7 1 0 |
8 2 0 |
|
.Медленновращательный |
|
|
|
|
|
4 3 0 |
5 8 0 |
|
1311 |
|
|
|
|
|
|
|
6 2 , 0 |
Шнековый |
4 9 0 |
1 |
5 9 4 |
8 4 4 |
744 |
7 8 0 |
8 0 0 |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
Вибрационный |
210 |
|
2 0 8 |
2 8 0 |
3 9 0 |
3 7 0 |
4 4 0 |
|
Роторный |
3 5 |
|
131 |
7 6 |
2 4 |
20 |
4 0 |
|
•Ударно-канатный сплошным |
7 0 |
|
4 2 |
4 5 |
4 6 |
5 0 |
100 |
|
забоем |
|
|
|
|
|
|
|
|
РАЗВИТИЕ ВИБРАЦИОННОГО СПОСОБА БУРЕНИЯ НЕГЛУБОКИХ СКВАЖИН
В ЗАРУБЕЖНОЙ ПРАКТИКЕ
Общая теория колебаний зарубежными учеными разрабо тана достаточно подробно, о, чем свидетельствует ряд переве денных на русский язык и изданных в СССР книг [13, 43, 80, 85 и др.]. Но практическое приложение этой теории для целей погружения в грунты различных элементов, а также бурения скважин в зарубежной литературе по существу не освещено.
В последние годы в ряде зарубежных публикаций появились сообщения об использовании вибрационных устройств для по
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
3 |
||
различных способов |
бурения |
|
|
|
|
|
|
организаций,Число |
способприменявших г.1971вбурения |
|||
имя за |
год |
|
|
|
|
Средняя производительность, |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
о/ |
|
|
|
|
|
|
|
м/смену |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 964 |
1965 |
1967 |
1969 |
1970 |
1971 |
1964 |
1965 |
1967 |
1969 |
1971 |
|
|
4 0 , 0 |
3 6 , 0 |
3 2 , 4 |
2 8 , 5 |
2 5 , 5 |
2 3 , 0 |
5 , 0 |
6 , 0 |
1 1 ,3 |
1 3 ,1 |
1 2 ,2 |
|
153 |
2 1 , 0 |
2 3 , 0 |
2 3 , 7 |
2 3 , 6 |
2 2 , 8 |
2 4 ,1 |
1 2 ,0 |
1 0 ,2 |
1 2 ,2 |
1 4 ,0 |
1 5 ,4 |
|
108 |
|
|
|
|
3 , 8 |
3 , 9 |
|
|
|
|
4 , 3 |
|
4 9 |
1 6 ,0 |
1 6 ,0 |
1 8 ,2 |
2 4 , 0 |
1 4 ,4 |
1 4 ,5 |
7 , 0 |
7 , 4 |
1 0 ,1 |
1 2 ,7 |
1 3 ,5 |
|
9 6 |
|
|
|
|
8 , 7 |
1 0 ,2 |
|
|
|
|
2 0 , 7 |
|
4 0 |
1 4 ,0 |
1 6 , 0 |
1 7 ,3 |
1 4 ,8 |
1 5 ,8 |
1 4 ,1 |
1 6 ,0 |
1 6 ,4 |
2 0 , 0 |
1 9 ,3 |
2 7 , 6 |
|
9 9 |
6 , 0 |
5 , 0 |
5 , 8 |
7 , 7 |
7 , 6 |
7 , 8 |
3 0 , 0 |
3 2 , 0 |
3 4 , 0 |
3 3 , 9 |
3 4 , 6 |
|
4 9 |
1 , 0 |
3 , 0 |
1 , 6 |
0 , 5 |
0 , 4 |
0 , 7 |
7 , 0 |
5 , 0 |
6 , 0 |
6 , 5 |
8 , 9 |
|
2 6 |
|
|
|||||||||||
2 , 0 |
1 , 0 |
1 ,0 |
0 , 9 |
1 ,0 |
1 , 7 |
2 , 5 |
2 , 0 |
2 , 7 |
2 , 8 |
3 , 3 |
|
3 3 |
|
|
|
гружения в грунт различных элементов и в том числе для бу рения неглубоких скважин в рыхлых грунтах. Эти сообще ния свидетельствуют о возросшем интересе зарубежных спе циалистов к этому сравнительно молодому, но весьма эффективному способу производства работ.
Обзор современного состояния развития вибрационной тех ники за рубежом и в СССР дан в работе Иссона [109]. Следует отметить, что достаточно полного анализа нашей вибрационной
техники в |
этой работе не приводится. Автор указывает,^ |
что |
за основу |
развития свайной вибротехники в СССР и европейских |
|
странах принята частота вибрации от 6 до 60 колебаний в |
1 с, |
|
в США — 200 колебаний в 1 с. |
|
«2 |
83 |