Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

Рассматривая вопрос об износе-разрушении опор шарошеч­ных долот, В. С. Федоров [94] указывает, что долговечность опор в часах можно выразить следующей структурной формулой:

Т. = ■ К°С (91)

nXl GVl

"экв экв

где Пэкв — эквивалентное число оборотов шарошки в 1 мин. СЭкв — эквивалентная нагрузка на шарошку в кГ; Ко — опытный коэффициент, учитывающий взаимное расположение рядов под­шипников, характер приложения нагрузки на шарошку, темпера­туру и среду, в которой работает подшипник; С — общий коэф­фициент работоспособности, зависящий от аналогичных частных коэффициентов. Он приводит формулы для вычисления частных коэффициентов работоспособности шариковой и роликовой опор и отмечает, что показатели степени Х и у определяются опыт­ным путем. .

В разделе о влиянии числа оборотов и осевой нагрузки на долговечность долот В. С. Федоров отмечает, что анализ массо­вых производственных данных приводит к зависимости

Т = —^—, (92)

G»‘nx‘

тде А — опытный коэффициент, имеющий постоянное значение; показатели степени Х и у изменяются в зависимости от крепо­сти пород. Так, по Р. А. Бадалову [7], для мягКих пород апше — ронской, сураханской и сабунчинской свит уi*=0,03—0,03, a xi =

= 0,3—0,4; для более крепких пород надкирмакинской песчаной и подкирмакинской свит г/i = 0,1-—0,2, a *1=0,4—0,6. По данным американских исследователей можно заключить, что при бурении в весьма крепких скальных породах ух^ЪА—0,5, a ati = 0,7—0,8.

Долговечность рабочей поверхности (вооружения) шарошек В. С. Федоров обозначает Тг и в работе [92] указывает, что для практических расчетов можно принять

где Xi = 0,5—0,8. Формула для определения средней продолжи­тельности эффективной работы долота, полученная на основе данных Р. А. Бадалова, имеет такой же вид, что и формула (92), причем г/i =0,42 и *1 = 0,5.

В работе [92] отмечается, что долговечность опор шарошек убывает с увеличением п по закону, выражаемому формулой (93), и для ориентировочных расчетов можно принимать *1 = 0,7.

Таким образом, можно заключить, что В. С. Федоров, предла­гая для выражения зависимости долговечности шарошечных до­лот от G и п формулу вида (92) и не ставя при этом у Г ни индекса г, ни индекса f, тем самым подчеркивает, что промыс­ловые данные отражают конкретные условия работы долот, про­должительность бурения которыми может определяться как дол­говечностью опор, так и долговечностью вооружения, а также другими факторами. В частности, знакомство с данными Р. А. Бадалова [7, 8] показывает, что они относятся в основном к случаю, когда регламентирующим фактором является износ вооружения долот, а не износ опор. Это следует учитывать при пользовании значениями хх и у, приведенными выше.

Сравнение формулы (90) с формулой (92) показывает, что они имеют несколько сходную ^ структуру, так как на Tf оказы­вают влияние те же факторы, что и на tf. Однако факторы, спе­цифичные для условий работы опор долот, снижают степень влияния на Tf осевой нагрузки на долото, а во многих случаях и степень влияния п {у всегда значительно меньше 3,33 и хх обычно меньше единицы; так, в статье [111] принимается ух = = 1,5 и х = 1).

По свидетельству Н. С. Тимофеева и М. Т. Гусмана [91], фир­мой «Дрессер» были проведены исследования по определению стойкости опоры долот, работающих на стальном забое до закли­нивания шарошек, в зависимости от осевой нагрузки и суммар­ного числа оборотов. Оказалось, что в этом случае продолжи­тельность работы опоры уменьшается с увеличением G в третьей степени, что соответствует формуле, предлагаемой фирмой «Юз> и в которой г/i = 2,5—2,8. Указанные авторы отмечают, что эта формула, полученная в результате стендовых исследований, нахо­дится в противоречии с промысловыми данными, согласно кото­рым продолжительность работы долота с увеличением осевой нагрузки уменьшается в степени 1,3—2,0, причем меньшие значе­ния показателя степени у относятся к мягким породам.

Для некоторых условий с достаточной для практики точностью зависимость долговечности долот с превалирующим изнашива­нием опор может выражаться линейным уравнением вида

Tf~=a—bG, (94)

где а и b — величины, зависящие от конкретных условий [31, 44, 73, 94, 96].

Аналогичная формула может быть принята и для зависимости Tf от га

Т/ = ац — Ьгп, (95)

где а и b 1 — величины, также зависящие от конкретных ус­ловий. ‘

А. В. Орлов [73] считает, что независимо от района бурения и крепости проходимых пород (исключая весьма абразивные по­роды), в тех случаях, когда выход долота из строя обусловлен износом опор, стойкость долота следует зависимости

Tf = T0 — djG — а2га, (96)

где То — некоторая постоянная величина для данного размера долота; cci и «2 — постояннйе для всех типоразмеров долот (ai = =0,45 и ос2=0,02). Величина То определяет как бы потенциаль­ный ресурс долота; она прямо пропорциональна диаметру долота. Очевидно, формулы (94) и (95) являются частными случаями формулы (96). .

Уравнения (94)—(96) удобны для практического использова­ния, но диапазон изменения га и G при данных значениях входя­щих в них коэффициентов может быть весьма ограниченным из — за более сложного влияния указанных параметров на долговеч­ность долот, чем это следует из данных уравнений. Поэтому нам представляется весьма сомнительной попытка А. В. Орлова [73] распространить выводы, полученные на основе сравнительно огра­ниченного промыслового материала, на другие условия.

Лабораторные эксперименты [112] и промысловые данные [27, 45, 111] показывают, что в определенных условиях работоспо­собность опор шарошечных долот не зависит от га, и показатель степени Х в формуле (92) равен единице; в таком случае, со­гласно формуле (15), суммарное число оборотов долота не за­висит от скорости его вращения

Ад. р = пТр (97)

где Ад. р — обороторесурс долота.

Если преобладающим характером износа опор долот яв­ляется абразивный износ (а не усталостный), возможно некото­рое нарушение указанной закономерности, так как абразивный износ при трении скольжения (в той или иной мере всегда наб­
людающийся в подшипниках опор долот) зависит от скорости скольжения. С увеличением скорости скольжения снижается ин­тенсивность изнашивания, и следовательно, влияние я долота на Tf будет уменьшаться. С другой стороны, увеличение скорости вращения долота сопровождается ростом Кя и, следовательно, возрастанием влияния я на Tf.

При росте твердости разбуриваемых пород влияние я долота на /Сд, а значит, и на долговечность опор, возрастает, что отра­жается на показателе степени Х в формуле (92): для твердых пород X] выше, чем для мягких. При определенных условиях, от­работки долот возможна компенсация снижения влияния я на Tf в»результате абразивного износа элементов опор повышением влияния я в результате роста Кя.

Комментарии запрещены.