Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

Важным мероприятием, способствующим по­вышению эффективности алмазного бурения, является со­блюдение принципов рациональной отработки породоразру­шающего инструмента.

Рациональная отработка алмазных коронок включает в се­бя:

выбор и применение алмазных коронок в горных породах, соответствующих их конструктивным особенностям;

строгое соблюдение правил эксплуатации алмазного поро­доразрушающего инструмента и технических приемов работы с ним;

применение технологически обоснованных режимов буре­ния, обеспечивающих высокую производительность и расход алмазов, не превышающих его нормативных значений для данных условий бурения;

своевременное снятие коронок с работы по достижении ими оптимально допустимого уровня отработки.

В процессе эксплуатации коронок нужно помнить, что ал­маз является довольно хрупким минералом и восприимчив даже к слабым ударам. Поэтому все операции с алмазным породоразрушающим инструментом следует проводить осто­рожно и аккуратно. Коронки должны храниться в деревян­ных или пластмассовых ящиках. Соединение алмазной ко­ронки с колонковой трубой необходимо производить специ­альными ключами, но не шарнирными. Буровой снаряд с ал­мазной коронкой можно спускать в скважину, когда в ней нет сорванного керна. Спуск снаряда производят осторожно, особенно в местах изменения диаметра скважин и на подходе к забою. Постановка на забой ведется без усилия, с мини­мальной частотой вращения и промывкой. Допускается спуск снаряда, когда на забое остался несорванный керн высо­тою не более 4-5 см. В противном случае оставленный в скважине керн разрушается шарошечным долотом. После каждого подъема замеряют диаметры коронки и расширите­ля, а также высоту матрицы. Замеры производят штанген­циркулем. При бурении с расширителями последние следует подбирать так, чтобы их диаметр всегда был на 0,2-0,3 мм больше диаметра коронки. Разница наружных диаметров предыдущего и последующего расширителей не должна пре­вышать 0,1-0,2 мм.

При бурении без расширителей алмазные коронки подби­раются по наружному и внутреннему диаметрам и определя­ется последовательность их спуска. Первыми вводятся в ра­боту коронки с наибольшим наружным и наименьшим внут­ренним диаметрами. Коронка заменяется после износа по диаметрам не более чем на 0,05-0,1 мм. Перед спуском в скважину очередной коронки следует убедиться, что через нее свободно проходит керн предыдущего рейса.

Запрещается спуск новой коронки в зауженную скважину. При сработке ствола скважины на конус более чем на 0,1- 0,15 мм его следует расширить специальным снарядом, со­стоящим из импрегнированной коронки и расширителя. При разбуривании значительного интервала скважины рекомен­дуется применять снаряд, который включает импрегнирован — ную коронку и два расширителя, установленных в нижней части колонковой трубы. При компоновке снаряда необходи­мо соблюдать последовательное увеличение на 0,1-0,2 мм на­ружных диаметров нижнего и верхнего расширителей отно­сительно наружного диаметра коронки. Скорость расширения ствола скважины не должна превышать 5-20 см/мин в зави­симости от твердости горных пород.

При бурении скважины не рекомендуется приподнимать коронку от забоя, так как это может привести к срабатыва­нию кернорвательного устройства, а также к разрушению матрицы и алмазов коронки из-за попадания осколков керна на забой.

В процессе бурения изменение осевой нагрузки необхо­димо осуществлять плавно, не допуская резкого увеличения или уменьшения нагрузки, так как это может вызвать ава­рийную ситуацию в скважине. Не допускается применение осевых нагрузок, превышающих критическое значение. Для однослойных коронок оно составляет 14-16 даН на алмаз, а для импрегнированных 120-130 даН/см2. Высокие нагрузки приводят к интенсивному раскалыванию алмазов и значи­тельному увеличению их расхода. Малые удельные нагрузки (4-6 даН/алмаз в однослойных коронках и 30-50 даН/см2 в импрегнированных) также недопустимы, так как они могут вызвать заполирование алмазов в монолитных малоабразив­ных породах и привести к прекращению углубки.

При выборе частоты вращения коронки необходимо учи­тывать твердость, абразивность и трещиноватость горных по­род.

Анализ изменения механической скорости бурения также позволяет определить рациональный уровень отработки ал­мазных коронок. Темп изменения механической скорости бурения у разных типов коронок различен. У импрегниро­ванных коронок механическая скорость бурения изменяется незначительно при правильно выбранном сочетании режим­ных параметров. У однослойных коронок механическая ско­рость вначале возрастает, достигает определенного максиму­ма, а потом наблюдается ее снижение. Однако установить четкую границу снятия коронки с работы по данному крите­рию бывает затруднительно. Обычно сочетают визуальные наблюдения износа с характером изменения механической скорости бурения. Визуальные методы оценки рационального уровня отработки однослойных алмазных коронок широко распространены согласно исследованиям ВИТРа (Всесоюзный институт техники разведки). Рекомендуется снимать коронки с работы в следующих случаях:

1) большой износ матрицы по наружному и внутреннему диаметрам и высоте. Предельный износ матрицы по наруж­ной и внутренней поверхностям может составлять 0,5-0,7 мм в зависимости от зернистости подрезных алмазов. Допусти­мый износ матрицы по высоте зависит от зернистости объ­емных алмазов и составляет 0,5; 0,7 и 0,9 мм для алмазов зер­нистостью 90-60, 60-40 и 30-20 шт/кар соответственно;

2) изменение нормального профиля матрицы, появление конусности по наружной и внутренней поверхностям, а так­же борозд и фасок по периферии торца матрицы или в сред­ней ее части, глубина которых превышает 0,5 мм;

3) чрезмерное обнажение алмазов (более чем на 1/3 их линейного размера), что может привести к их выпадению и разрушению;

4) сильная эрозия (размыв) матрицы, что может вызвать снижение ее прочности, скол отдельных участков или всего алмазосодержащего слоя;

5) наличие механических повреждений матрицы и корпуса коронки (раздув и овальность матрицы, трещины, износ резьбы или корпуса короночного кольца и др.);

6) заполирование алмазов в коронке, что является следст­вием несоответствия твердости матрицы абразивным свойст­вам горной породы или параметров режима бурения характе­ру разбуриваемых пород.

Импрегнированные коронки эксплуатируются до полного износа объемных алмазов. Исключение составляют случаи появления фасок на наружной и внутренней боковой поверх­ности матрицы, глубина которых превышает толщину алмазо­содержащего слоя. Не рекомендуется использовать импрег­нированные коронки с дефектами матрицы, корпуса или резьбы, а также при заполировании объемных алмазов.

Комментарии запрещены.