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: 103

Скачиваний: 0

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

дется на'глубине 450 м, близкой к проектной для станка СБА500. Учитывая мощность станка (см.гл.УІІ,§ 3), бурение на глу­ бине 450 м диаметром 59 мм можно вести только на Шскорости вращения шпинделя, т .е . при 377 об/мин.

2. Осевая нагрузка на коронку. По данным табл.24 реко­ мендуемые значения осевой нагрузки составляют 350-650 кг. Из­ вестно, что при алмазном бурении необходима строгая координа­ ция скорости вращения и осевой нагрузки. В соответствии с этим для выбранной скорости вращения можно рекомендовать осе­ вую нагрузку на коронку в пределах 450-500 кг.

3. Количество промывочной жидкости. По данным табл.24 количество промывочной жидкости должно быть в пределах 20-30 лД ин.

При отсутствии ограничений с точки зрения сохранности керна следует задать расход Q = 30 л/мин. При этом скорость восходящего потока в затрубной пространстве 'при бурильных трубах штпельного соединения диаметром 50 ж ) составит

г= «______ -2________ _ =

F

° ’785

 

 

 

 

0,030

 

= 0,63

BS/ с е к .

= ----------------- -------------------- Я-

60 • 0,785(0,0592 - 0.0502 )

 

 

Режим бурения:

Р = 450 + 500 кг

,

 

 

п = 377 об/мин (Ш скор.),

 

 

Q = 30 л/мин .

 

 

§ 3. Проектирование режимов дробового

бурения

О с е в а я

н а г р у з к а

н а

к о р о н к у

является основным параметром режима дробового бурения, влияю­ щим на механическую скорость бурения и производительность ра­ бот. Требуемую осевую нагрузку определяют, исходя из значений рекомендуемых удельных давлений для различных видов дроби и


различных категорий пород по буримости.

Удельным давлением называется давление, которое прихо­ дится на і см2 рабочей площади торца дробовой коронки (за вы­ четом площади паза).

При бурении чугунной дробью обычного качества величину удельного давления рекомендуется выбирать в пределах 20-25

кг/см2 , улучшенного качества - 30-35 кг/сы2 . При бурении

стальной дробью в породах средних (У1П, IX) категорий по бури­

мости удельное давление

берется в пределах 50-70 кг/ск г, а

для пород высоких категорий по буримости (XI, ХИ) 30-45

кг/см2 (табл.27).

 

 

При дробовом бурении для создания требуемой нагрузки на

коронку следует применять утяжеленные бурильные трубы.

С к о р о с т ь

в р а щ е н и я

дробовой коронки

определяется исходя из

зеличины рекомендуемых окружных ско­

ростей (табл.28), допускаемых применяемыми буровыми станками и инструментом. При выборе окружной скорости вращения корон­

ки необходимо учитывать глубину бурения и диаметр

скважины, с

увеличением которых число оборотов бурового снаряда следует

снижать

[20, 23] .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л н д а 27

 

Рекомендуемые значения удельных давленой н осевых нагрузок

 

 

 

прн дробовом бурении

 

 

 

Диаметры

Рабочая пло-

Чугунная

лробь

 

Стальная дробь

 

коронки,

гаадь торца

Удельное

 

 

 

Осевая

на­

м м

коронки прн

Осевая

на­

Удельное ^

 

ширине паза

давлен^,

грузка,

кг

давление,

грузка,

кг

 

1/6 ДЛИНЫ

кг/см

 

 

кг/.см2

1

 

 

окружности 2

 

 

 

 

 

 

коронки, см

 

 

 

 

 

 

91/66

20,3

20-25

406-506

30-45

810-810

 

 

 

30-35

610-710

50-70

1015-1420

110/85

26,2

20-25

525-655

30-45

785-1180

 

 

30-35

785-920

50-70

1310-1830

130/105

31,4 .

20-25

62&-7Я5

30-45

840-1420

 

 

30-35

940-1100

50-70

1570-2200

150/ 125

36,7

2Q-25

735-920

30-45

1100-1G50

 

 

30-35

1100-1280

50-70

1835-2560


 

 

Т а б л и ц а 28

Рекомендуемые значения окружных скоростей прощения коронки

Диаметр

Окружная скорость вращения

Число оборотов буро­

коронки,

коронки,

вого снаряда, об/мин

мм

м/сек

 

75/54

0,58-1,20

150350

81/68

0,84 - 1,28

150-300

110/85

0,79- 1,58

150-300

130/105

1,0-0,90

150-300

150/125

1.10-1,47

150-200

При использовании стальной дроби-сечки для бурения пород УШ,ІХ категорий по буримости рекомендуется повышать значения окружных скоростей коронки до 1,8-2 м/сек. При бурении пород более высоких категорий по буриыостн (Х-ХШ стальная сечка сильно изнашивается, поэтому необходимо снижать скорость вра­ щения до 0,8-0,7. м/сек. .

Расход дроби зависит от категории разбуриваемой породы, диаметра коронки и вида дроби. При дробовом бурении применяют­ ся следующие способы питания забоя дробью: 1) рейсовый; 2)порцнонныі, крупнопорционный и мелкопорционный; 3) непрерывный.

При рейсовом питании скважин дробью в .скважину засыпают sa рейс только одну порцию дроби, достаточную для работы ко­ ронка до износа ее заправленной части на 70-80$.

При мелкопорцноннои способе питания в скважину через каж­ дые 10-15 мин чистого бурения подают мелкие порции дроби ве­ сом 80-150 г.

При крупнопорционнои способе питания в скважину сначала засыпают порцию дроби весом от 2-3 до 6 кг. Затем периодичес­ ки через каждые 0,5 -1,5 часа чистого бурения дополнительно за­ сыпается дробь в количестве от 1 до 3 кг. За рейс производят 3-5 дополнительных засыпок чугунной дроби.

Периодическое питание стальной сечкой применяют в основ­ ном в породах XI—XII категорий.

В табл,29 приводится вес первоначальной и дополнительной


порций стальной дроби—сечки в зависимости от диаметра воронки и категории пород. В табл.30 приводится вес рейсовой порции дроби душ пород различных категорий по буримости.

 

П р о м ы в к а

п р и

д р о б о в о м

б у р е ­

н и и

является фактором, регулирующим поступление дроби под

торец коронки. Количество подаваемой в скважину промывочной хидкости зависит от диаметра скважины, способа питания забоя дробью и размера дроби. Количество промывочной жидкости опре­ деляется по формуле

 

Q

= kD t л/мий ,

 

і

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

29

Расход дроби при крупнопорцнопном способе питания забоя

 

Диаметр дробовой

Вес порции дроби, кг

Категория пород по

ЕНВ

коронки, мм

 

 

XI

ХП

 

130

Первоначальный

2,6

3,0

 

 

Дополнительный

. 0,28

0,26

 

110

Первоначальный

2,2

3,3

 

 

Дополнительный

0,22

0,22

 

Ѳ1

Первоначальный

1,8

2,7

 

 

ч Дополнительный

0,18

0,18

 

75

Первоначальный

1,5

2,2

 

 

Дополнительный

0,15

0,15

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а ft)

 

 

Рдеход дроби при рейсовом способе питания забоя

Сорт дроби

Категория

Вес рейсовой порции дроби при диаметре коронки (мм),

 

пород по

 

кг

 

 

 

бурпмости

130

110

81

75

 

 

 

Чугунная*

УП. У111

12-14

8-10 *

8-3

4-8

дробь

IX,

X

18-20

14-18

10-12

8-8

 

Х1-ХП

20-22

16-18

12-14

8-10

Стальная

УШ

2,0

1,6

■ 1,4

1,1'

ДіОбЬ-

IX

2,6

2,2

1.8

1.5

сечка *

X

 

3,8

3,3

2,7

2,2

 

XI,

ХП

5,0

4

3,5

3,0


где D - наружный диаметр коронки, см; к - удельный расход жидкости на I см диаметра коронки, л/мин, величина которого зависит от способа питания забоя дробью и этапа бурения (на­ чало и конец рейса).

Перед подъемом снаряда (заклинной керна) производят ин­ тенсивную промывку забоя скважины до полного выноса шлама. Раоход промывочной жидкости при этом примерно в 2 раза больше,

чем в

начале рейса (табл.31).

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

31

 

 

Значения удельного расхода жидкости при дробовом бурении

 

Катего-

Вид дроби

Способ питания забоя дробью

Начало

Конец

рнп

по­

 

 

 

рейса

рейса

род

до

 

 

 

 

 

бурь-

 

 

 

 

 

мостп

 

 

 

 

 

 

 

Стальная

сечка

Рейсовый

4,6

1,8

 

 

 

 

 

 

 

 

Крупнопорцнонный

3,6

3,2

УШ-1Х

 

 

Мелкопорцнонный н непрерывный

3,6

3,2

 

 

Чугунная

 

Рейсовый

4,6

1,8

 

 

 

МелкопорцнонныЛ и непрерывный

3,2

2,8

 

 

Стальная

сечка

 

 

Рейсовый

4,0

2,0- 1,8

 

 

 

 

 

 

 

 

Крупно- и мелкопорцнонный

2,8- 2,0

2 ,2- 1,8

Х-Х1

Чугунная

 

Рейсовый

4,5

2,0

 

 

 

Мслхопоршюинілй и непрерывный

4,0

3,6

 

 

 

 

 

 

 

 

Ре »'гсовый

4,0

1,6

хи

 

Стальная

сечка

Крупнопорционный

1,8

1,6

 

 

 

 

Мелкопорцнонный и непрерывный

1,8

1,6

 

П р и м е р

4.

 

 

 

 

При разбуривании песчаника X категории по буримости ко­

ронкой

диаметром 91 мм применяется дробовое бурение станком

ЗИФ-ЗООМ. Разработать технологический режим бурения.

 

 

Р е ш е н и е

. 1.

Принимает стальную дробь-сечку,

имею­

щую ряд преимуществ перед чугунной. По данным табл.27 находим для коронки диаметром 91 мм значения осевых нагрузок: Р = 1015 + 1420 кг.

2. Число оборотов бурового снаряда (см.табл.28) рекомен-