Файл: Техника бурения при разработке месторождений полезных ископаемых..pdf

где N — общее число ударов по забою в единицу времени; S скв — площадь поперечного сечения скважины;

V — объем породы, разрушенной за время контакта одного зубца, находится из экспериментальной зависимости объе­ ма разрушения от глубины лунки h, т. е. V = / (h).

Проходка за рейс описывается соотношением

где Т — полное время работы долота;

vMex — механическая скорость бурения, изменяющаяся с глубиной по одной из приведенных ниже экспериментальных зави­

После интегрирования (265) для случая (266) проходка за рейс будет

Коэффициенты р, К определяются опытным путем.

Определение количества сжатого воздуха на продувку

Количество воздуха, необходимого для интенсивной очистки скважины, определяется в зависимости от размера частиц, которые нужно удалять из забоя. Обычно большая часть буровой мелочи имеет размер меньше 10 мм. Поэтому можно принимать расчетный размер частиц d2 = 10 мм п для этого размера определять критиче­ скую скорость воздушного потока укр. Для практических расчетов можно пользоваться формулой

о80

с — коэффициент формы; d4 — диаметр частиц, мм;

7ч и у„ — соответственно удельный вес частицы и воздуха, кгс/м3.

Коэффициент с зависит от формы частиц буровой мелочи. Значения коэффициента с, определенные экспериментальным путем, приведены ниже.

Чтобы частицы буровой мелочи двигались в потоке с определен­ ной скоростью уг, суммарная скорость потока в затрубном простран­ стве должна быть

и расход воздуха на продувку скважины. В практике бурения при­

381

5 — сечение затрубного пространства, м2, рассчитываемое как разность площади сечения скважины и бурильных труб,

Здесь D — диаметр скважины, м;

d — диаметр бурильных труб, м.

Окончательно формула для определения расхода воздуха имеет

вид

(273)

Зная расход воздуха и имея тот или иной станок, можно вычислить давление воздуха п выбрать тип компрессора.

Для большинства станков потери давления на пути от компрес­ сора до промывочных устройств долота, а также потери давления в затрубном пространстве можно принять равными 1,5—2,0 кгс/см2.

Потерн давления в продувочных отверстиях долота зависят от сечения каналов. Диаметр каналов для продувки опор составляет 6—8 мм. Диаметр центрального продувочного канала принимают равным 18—20 мм. Желательно этот канал выбирать такого сечения, при котором через опоры долота проходило бы от 15 до 20% воздуха, идущего на продувку скважины.

Потерн давления воздуха в продувочных каналах и опорах до­ лота 8Н-214-ОК:

Как впдим, прп продувке через опоры 1,5—2,0 м3/мин воздуха потери давления составляют от 3 до 4 кгс/см2. Таким образом, если принять расход воздуха через опоры равным 2 м3/мпн, то давление

. на выходе компрессора должно быть

Учитывая, что компрессор должен обладать определенным ре­ зервом по давлению, следует принимать для очистки скважины сжатым воздухом при бурении долотами с продувкой опор двухсту­ пенчатые компрессоры на давление 7—8 кгс/см2. При этом диаметр центрального продувочного канала в долоте должен быть таким, прп котором перепад давлений на долоте был бы не менее 3—4 кгс/см2.

382

Рекомендуется, чтобы скорость потока воздуха в затрубном пространстве при продувке поддерживалась на уровне 20—25 м/с. В табл. 91 приведены перепады давлений для долот разного диаметра, а в табл. 92 рекомендуемые расходы воздуха при продувке.

При продувке воздухом забой при бурении очищается наиболее эффективно. Однако из-за отсутствия в настоящее время надежной системы сухого пылеподавления продувка сжатым воздухом неприем­ лема при бурении пород и руд, содержащих кварц. В этом случае для продувки скважины применяют воздушно-водяную смесь. Вода в количестве от 10 до 30 л/мин впрыскивается в поток воздуха и, рас­ пыляясь в нем, поступает на забой в виде мельчайших капелек.

3S3