Файл: Михайлова, Н. Д. Практические расчеты при колонковом бурении учеб. пособие.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 22.10.2024

Просмотров: 99

Скачиваний: 0

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

(обвалы стенок скважин, поглощение промывочной жидкости, за­ тяжки и прихваты бурильной колонны и др. ).

3. Установить направление ствола скважины и характер ее возможного искривления.

4. В случае направленного бурения.(многозабойное буре­ ние) составить профиль скважины (гл.УШ).

5. Определить качество промывочного агента (вода, гли­ нистый раствор, воздух и д р .). Подобрать парам,тры глинистого раствора (г л .І) .

6. Выбрать способ бурения и тип породоразрушающего ин­ струмента для различных пород (гл.Ш). Подобрать тип колонкового снаряда для отбора керна в разных условиях.

7 .Определить технические условия бурения: глубину сквак» ны и ее конструкцию,тип бурового станка и'мощность его приво­

да, применяемое буровое

оборудованій .размеры и тип соединения

бурильной колонны.

'

8 .Применительно к

выбранному способу бурения к типу поре

доразрушающего инструмента в соответствии с физико-механичес­ кими свойствами горных пород и техннческшлГЕСЗМэиностяш пр меняемой буровой установки задать параметры рационального ре­ жима буреніга (осевую .нагрузку на передоразрушающій инструмент число оборотов бурового снаряда,расход очистного агента).

Правильно выбранный режим бурения является фактором, оп

ределяющим механическую скорость бурения,

общую проходку на

коронку, выход керна и производительность

на станок в месяц.

 

.

 

 

 

.

 

§ 1. Проектирование режимов твердосплавного бурения

О с е в а я

н а г р у з к а

н а - п о р о д о р а з

р у ш а ю щ и й

и н с т р у м е н т

зависит главным обра­

зом от физико-механических свойств пород и материала резцов, а также от опорной поверхности резцов коронки.

Осевую нагрузку на породоразрушающий инструмент при твердосплавном бурении определяют, исходя из удельных нагру­ зок на один резец коронки, чтобы обеспечить объемное разруше


ние

горных пород,

 

 

 

Р - р т ,

(54)

где

Р - осевая

нагрузка на породоразрушаящий .инструмент, кг;

р0 -

удельная

нагрузка на один резец коронки, к г;

т - число

основных резцов.

 

 

Рекомендуемые значения удельных натру ок на

породоразру­

шающий инструмент для пород различных категорий по буримости

приведены в табл.21

[20,

22, 23] .

 

 

 

 

 

 

'

 

 

, Т а б л н и а 21

 

Удельные нагрузки на резец твердосплавной корончн, кг

 

Группа и тип коронки

 

Категория пород по бурнмостн

(ЕНВ-Ѳ4)

 

 

І-П

Ш-ІУ

У

У1

УП

УШ-1Х

Ребристые:

 

30-50

 

 

 

 

 

Ml

 

 

 

 

 

 

М2

 

-

40-60

 

 

 

 

М5

 

-

40-60

,

 

 

 

Pe:moBuç:

 

 

 

50-70

 

 

 

СМ3

(С)

 

40-50

70-80

 

 

СМ4

(МР2НП-1)

-

 

50-60

вб-80

 

1

СМ5

(IHM)

-

- .

40-50

50-60

 

 

СМѲ

(ІОНА)

-

-

-

50-60

60-70

 

СТ2

(СТ6)

-

40-60

60-80

80-90

 

 

Смазозатачнваюшнсся (на

 

 

 

 

 

 

u/табик): -

 

 

 

 

40-80

50-100

80-120

CAI

 

 

 

30-50

СА2 ( БТ-4)

 

-

-

40-60

50-70

60-80

САЗ

(КН 1)

-

-

-

40-60

60-70

60-80

■СA4

(БТ -45а)

-

-

-

40-60

50-', J

60-80

При бурении трещиноватых или переслаивающихся пород с резким различием в твердости следует уменьшать".рекомендуемые значения осевых нагрузок на твердосплавные коронки на 30—5CÇÉ.

При необходимости работы с большими осевыми нагрузками для борьбы с искривлением скважины и для облегчения работы


бурильной колонны следует применять утяжеленные бурильные тру­

бы. Обпіий вес

утяжеленных

бурильных труб должен превышать зна­

чение требуемой нагрузки на породораэрушавдий инструмент на

25-3QS6.

 

 

 

 

С к о р о с т ь

в р а щ е н и я

б у р о в о г о

с н а р я д а

выбирается

исходя из средней окружной скорос­

ти коронки, которая для твердосплавного бурения рекомендуется в пределах 0,7-2 м/сек.

При бурении трещиноватых или неоднородных по твердости пород рекомендуется снижать скорость вращения коронки на 2025$. Минимальные значения числа оборотов следует проектировать при бурении абразивных пород с целью уменьшения износа породо­ разрушающего инструмента.

Число, оборотов бурового снаряда рассчитывается исходя из •рекомендуемых значений окружных скоростей вращения коронки и выбирается затем в соответствии с располагаемым диапазоном скоростей вращения шпинделя бурового станка.

Число оборотов F ссчитывается по формуле

 

п

V -60

об/мин

(55)

J,+ P2

 

 

 

где V - окружная

скорость вращения коронки, м/сек; ^

, 02 -

соответственно наружный и внутренний диаметры коронки по рез­ цам, м.

При выборе числа оборотов бурового снаряда можно пользо­ ваться данными табл.22, в которой приведены значения окружных скоростей вращения коронок различных диаметров при работе станков типов ЗИФ и ОБА.

Следует помнить, что число оборотов бурового снаряда

устанавливается с учетом глубины скважины, диаметра снаряда и скважины, мощности двигателя станка и прочности колонны бу­ рильных труб.

Из табл.22 видно, что

с уменьшением диаметра коронки сле­

дует увеличивать задаваемую скорость ее вращения.

К а ч е с т в о

и

р а с х о д

о ч и с т н о г о

а г е н т а

выбираются в

зависимости от

геолого-технических


 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

22

 

Зависимость окружной скорости вращения коровки от ее диаметра

 

 

 

 

для

разных типов станков

 

 

 

 

 

Тип стояка

Скорость станка

Окружная скорость вралтеНня

коронки

при диаметре ко-

 

 

 

ронки

(мм), м /сек

 

 

 

 

1

 

 

об/мин

151/133

132/114

112/84

83/76

78/68

58/44

46/31

 

ЗИФ-ЗООМ

1

102

0,76

0,68

0,63

0,45

0.36

0,28

0,20

 

 

и

182

1,35

Ы Т

0,88

0,80

0,84

0,48

0,37

 

 

ш

237

1,78

.1,53

1,28

1,04

0,84

0,64

0,48

 

 

480

3,58

3,08

2,58

2,10

1,88

1,28

0,87

 

ЗИФ-850А

I

71

0,63

0,48

0,38

0,31

0,25

0,18

0,14

 

 

II

1S3

- 1,13

0,88

0,82

0 ,6 7

0,54

0,41

0,31

 

 

ш

277

2,06 .

1,78

1,43

1,22

0,88

0,75

0,68

 

 

470

3,50

3,02

. 2.53

2,06

1,68

1,26

0,84

 

ЗИФ-1200МР

1

78

0,55

0,49

0,41

0,33

0,26

0,21

0,15

 

\

п .

13Ѳ

1,02

0,87

0,73

-0 .80

0,49

0,37

0,28

 

ш

231

1.71

1,48

1,25

1,01

0,82

0,62

0(47

 

1

 

 

288

2,15

1,88

1,55

1,28

1,0 Г

0,77

0,58

 

 

У

338

2,5

2,16

1,82

1,48

1,19

0,80

0,68

 

 

УІ

414

3,10

2,88

2,22

1,82

1,46

1,12

0,83

 

 

УП

618

3,83

3,32

2,78

2.28

1,83

1,38

1,04 '

 

 

УШ

600

4,48

3,87

3,24

2,64

2,12

1,62

1.21

 

ЗИФ-1200А

1

87

0,50

0,43

0,38

0,30

0,24

0,18

0,14

 

 

II

128

0,86

0,83

0,68

0,86

0,45

0,35

0.26

 

 

ш

238

1,76

1,53

1,28

1,04

0,54

0,64

0,48

 

 

348

2,27

2,22

1,86

1,52

1,22

0,83

0,70

 

СБА-500

I

104

0,77

0,67

0,56

0,4=

0,37

0,28

0,21

 

 

II

1ѲЗ

1,45

1,24

1,04

0,t

0,58

0,82

0,38

 

 

ш

281

2,08

1,81

1,51

1,2 ;

0,89

0,78

0,58

 

 

377

2,80

2,43

2,04

1,66

1.34

1,02

0,76

 

 

У

6ѲѲ

5,2

4,5

3,77

3,1

2,47

1,59

1,44

 

 

УІ

1018

7,80

8,50

5,45

.4,48

8Д7

2,72

2,04

 

СБА-800

1

130

0,87

0,84

.0,70

0,87

0,46

0,33

0,26

 

 

II

230

1,72

1,48

1,24

1,02

0,81

0,62

0,46

 

 

III

320

2,38

2,06

1,72

1,40

1,13

0,66

0,84

 

 

480

3,35

2,80

2,42

1,88

1,68

U t

0,81

 

 

У

800

4,5

3,88

3,20

2,64

2,12 -

1,62

1.21

j

 

УІ

800

5,85

5,15

4,30

3,50

2,84

2,1Ѳ

1,62

j


усливий бурения ($ызнко-глеханшіеских свойств проходимых по­

род,

устойчивости стенок скважин, характера возможных ослогаю-

н е й ) ,

типа коронки, ее размера и диаметра скважины. Качество

очистного агента выбирают так, как указано в главе I . Решение

задачи выбора расхода очистного агента расчетным путем рассМот

рено в

главе ІУ.

 

При колонковом бурении потребный расход промывочного

агента

приближенно можно определить по формуле

 

 

Q = . к - D , л/мин , '

(56)

где к - удельный расход промывочного агента на 1 см диаметра коронки, л/мин (табл.23); D - диаметр скважины, см.

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

23

Рекомендуемые значения

удельного

расхода

промывочного“ агента

 

 

 

при твердосплавном бурении

 

Коронки

 

К а т е г о р

И я

п 0 р 0 д

 

 

i- и

 

Ш-1У

У

У1

УП-УШ

Ребристые

8-14

 

12-10

-

-- -

-

Мелкорезцовые

-

 

12-18

8 - 1 6

8-12

0-8

Самозатачивающиеся

-

•'

- .

8-14

8-12

0-8

При проектировании режимов бурения самозатачивающимися коронками малых диаметров следует помнить, что бурение ведет­ ся в режимах алмазного бурения,

Ц р ’и м ѳ р 1.

Подобрать рбжим бурения коронкой СМ5 диаметром 76 км при работе в монолитных однородных породах Y-71 категорий по буримости. Глубина бурения 500 м, станок СЕА-800.

Р е ш е н и е . 1. Осевую нагрузку определяем, пользуясь табл.21 и формулой (54), предварительно определив количество резцов в коронке (см .табл .9).