Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

…. г Разрушение горной породы при бурении — процесс, а ‘ не ф — Стояние. Для его описания необходимо использовать не только силовые факторы, но и скоростные. Большое влияние на эффек тивность работы долот оказывает мощность, которой о*ни. распола гают.

Решим уравнение (31) относительно им

При данном DOKB скорость ом прямо пропорциональна мощно­сти, непосредственно использованной на разрушение породы, и обратно пропорциональна удельной объемной работе, необходи­мой для разрушения этой породы в заданных условиях. Учитывая формулы (33) и (46), выражение (76) записываем так: .

(77)

м — л F О Г • , V11/

Следовательно, ум прямо пропорциональна мощности на доло-

те и обратно пропорциональна Эу. ■

Одна и та же может быть реализована при различных со­отношениях между Мд и п, т. е. при различных значениях ве­личины

Мл

т1 —

п

Если воспользоваться формулами (43) и (66) и принять во внимание, что часто х>1 и 6< 1, то уравнение (45) можно запи­сать следующим образом:

0,104-10—8Л1уд „1 — Ь

Из выражения (79) видно, что с увеличением осевой нагрузки на долото Эу уменьшается, а с увеличением п — повышается^ Чем больше х и чем меньше 6, тем сильнее влияние G и п на Эу. При х=1 удельная энергоемкость разрушения породы не зависит от G, а при 6 = 1 она не зависит от п. Если х—Ь = 1, то при дан­ной Fскв Величина Эу определяется только Муя и av: чем меньше Муд и больше av, тем меньше Эу.

При прочих равных условиях Эу тем ниже, чем меньше вели-, чина отношения Mya/av. В свою очередь, это отношение зависит от свойств разбуриваемой породы и типомодели долота. С точки зрения энергетики процесса механического бурения следует приме­нять долота с наименьшими значениями указанного отношения.

Умножим числитель и знаменатель правой части формулы (79) на Ml~b — (Муд<2) 1-ь, в результате получим

(80)

т. е. при прочих одинаковых условиях, чем выше величина ти тем ниже Эу. При х—1=1 — 6=/о имеем

(81)

Так, например, если х=1,5 и 6=0,5, то ю=0,5, 1+ю = 2—6 = =х= 1,5 и

(82)

т. е. в этом случае Эу обратно пропорциональна V т. В случае

же х —1 > 1 — 6 величина Эу еще больше зависит от отношения Мд/п. Таким образом, рост ом при данных №д и FCKB по мере уве­личения mi является следствием уменьшения Эу при возрастании указанного соотношения.

Следовательно, совершенствование процесса разрушения гор­ных пород долотами должно идти прежде всего по пути увеличе­ния эффективности единичных актов воздействия долота на породу.

Мощность на долоте ограничивается: а) мощностью, которую оно может воспринять; б) мощностью, которая может быть пере­дана с поверхности к долоту по бурильной колонне или другим путем; в) мощностью поверхностного оборудования, предназначен­ного для привода долота; г) мощностью забойного двигателя (в случае его применения). Указанные мощности определяются тех­ническими характеристиками соответствующего оборудования и инструмента. Обычно регламентирующим фактором является прочность и износостойкость этого оборудования и инструменту.

2 В. Г. Великов, С. А. Посташ

Что касается мощности, используемой на разрушение породы, то она ограничивается величиной мощности, которую можно реа­лизовать при данных условиях, и мощностью на выходе долота. Величина мощности, которую можно реализовать, в большой мере зависит от типоразмера долота, главным образом от геометрии его рабочих элементов. Обычно энергоемкость долота тем выше, чем больше его скалывающее воздействие на породу. Энергоем­кость долота повышается при увеличении высоты и шага зубьев.

Эффективное разрушение породы возможно лишь при условии, когда долото действует на нее с таким усилием или обладает на своем выходе такой мощностью, которая превосходит некоторую предельную величину, зависящую от ряда факторов.

На величину мощности, которую можно реализовать на разру­шение породы, большое влияние оказывает степень совершенства очистки забоя. Часто именно недостаточная промывка забоя огра­ничивает величину указанной мощности и, следовательно, лимити­рует показатели работы долота. Увеличение мощности на долоте целесообразно лишь в том случае, если имеются условия для ее эффективной реализации. Подводимые к забою механическая и гидравлическая мощности должны соответствовать друг другу.

Комментарии запрещены.