Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

Коронки типа СМ предназначены для бурения малоабразивных, монолитных и перемежающихся по твердо­сти горных пород: аргиллитов, алевролитов, глинистых и пес­чаных сланцев, известняков, доломитов и серпентинитов.

Коронки типа СТ применяются для бурения трещиноватых пород тех же наименований.

В отличие от ребристых коронок они имеют гладкий кор­пус, оснащены более мелкими резцами различной формы, значительно отличаются схемой размещения резцов и углом их поворота.

По форме и схеме размещения резцов коронки подразде­ляются на две группы: с раздельным расположением подрез­ных и центральных резцов — коронки СМ5 и СМ6 — и совме­стным расположением — коронки СМ4 и СТ2. При этом рез­цы размещаются по торцу по двум или трем концентриче­ским окружностям. По этому признаку коронки делятся на двухрядные (СТ2) и трехрядные (СМ4, СМ5, СМ6). Между двумя промывочными окнами коронка снабжена выступом, который называется зубком. В зубке размещены резцы. Зуб­ки обычно имеют трапецеидальную форму, которая придает зубку большую прочность по сравнению с прямоугольной. Число зубков в коронке определяется принятой схемой раз­мещения резцов и диаметром коронки.

В коронках с одиночным расположением резцов число зубков соответствует числу резцов. В коронках с групповым расположением резцов число зубков равно числу групп. В зависимости от типа коронок и их диаметра число групп раз­лично. Число резцов в группах также различно.

Для повышения эффективности резания резцы в коронках устанавливаются на различных уровнях относительно торца, при этом в процессе бурения образуется ступенчатый забой. При трехрядном расположении резцов наиболее выступает основной резец, наименее — наружный подрезной резец, ко­торый более нагружен при обработке стенки скважины. Внутренний подрезной резец занимает промежуточное поло­жение. При двухрядном расположении резцов наибольшую величину выступа имеет менее нагруженный внутренний подрезной резец, который обрабатывает керн.

Особенность резцовых коронок — ориентированная встав­ка резцов. В коронках СМ5 резцы установлены вертикально, в коронках СМ4, СМ5 и СТ2 — наклонно относительно оси коронки и развернуты на определенный угол относительно радиуса. Такое расположение резцов обеспечивает их более высокую прочность. В коронках СМЗ основные резцы пред­ставляют собой восьмигргшную призму со сквозным отвер­стием, благодаря чему снижается расход твердого сплава и повышается удельная нагрузка на забой. В коронках СМ4, СМб и СТ2 резцы ориентированы так, что их передние грани образуют двухгранные отрицательные передние углы. В ко­ронках СМ5 группы резцов установлены параллельно оси корпуса.

Ориентировочный ресурс коронок типа СМб составляет 10 м.

В настоящее время промышленностью выпускаются четы­ре типа коронок: СМ4, СМ5, СМб и СТ2. Как показала эксплуатация коронок, ресурс коронок и механическая ско­рость бурения коронками СМ4, СМ5 и СМб практически оди­наковы.

Параметры резцовых коронок приведены в табл. 7.6.

При бурении коронками типов СМ и СТ площадь забоя рас­членяется на зоны, разрушаемые отдельными группами резцов (основными наружными и внутренними подрезными). Каждая группа выступает над торцом корпуса на различную величину, в результате чего образуется ступенчатый забой, способствую­щий повышению эффективности разрушения горной породы. В коронках СМ4, СМ6 и СТ2 этому также способствует ориен­тированная установка резцов под отрицательным углом к плос­кости забоя и под углом к радиусу корпуса коронки (табл.7.7).

Резцовые коронки типа СМ4 предназначены для бурения малоабразивных монолитных и перемежающихся по твердости горных пород У-У1 и частично VII категорий по буримости (алевролиты, дуниты и т. п.).

Таблица 7.7

Режущая часть коронок СМ4 (рис. 7.4, а) армируется ос­новными резцами сечением 4×4 мм и высотой 10 мм с углом при вершине 18° и подрезными резцами сечением 3×3 мм и высотой 8 мм с углом при вершине 18°. Кольцевой забой пе­рекрывается группой из трех резцов. Каждый резец устанав­ливается в отдельном зубке. Основные резцы выступают над торцом на 4 мм, внутренние подрезные — на 3,5 мм, наруж­ные — на 2,5 мм. Резцы установлены под отрицательным уг­лом 15° к направлению вращения и развернуты вокруг оси на 10° (подрезные) и 25° (основные), что способствует повыше­нию механической скорости и стойкости резцов.

Коронки типа СМ5 предназначены для бурения малоабра­зивных монолитных и слаботрещиноватых горных пород V — VI категорий по буримости (глинистые сланцы, алевролиты, доломиты, серпентиниты и т. п.).

Армирование режущей части коронок выполнено резцами сечением 3×3 мм и высотой 8 мм с углом при вершине 18°. Пе­рекрытие кольцевого забоя осуществляется группой из трех резцов, установленных в отдельных зубках. Резцы выступают над торцом коронки на высоту 2,5 мм (основные), 2,0 мм (внутренние подрезные) и 1,5 мм (наружные подрезные). В промывочных окнах установлены дополнительные подрезные резцы для калибровки стенок скважины. Все резцы установле­ны вертикально, но для обеспечения более эффективного раз­рушения горной породы на забое они повернуты вокруг оси на 15 и 10° соответственно для основных и подрезных.

Резцовые коронки типа СМ6 (рис. 7.4, б] предназначены для бурения малоабразивных монолитных, трещиноватых горных пород У1-У11 категорий по буримости (известняк, серпентиниты, перидотиты и т. п.).

Армирование режущей части коронок выполнено резцами сечением 3×3 мм и высотой 8 мм с углом при вершине 18°. В отличие от коронок типа СМ5 резцы коронок СМ6 установ­лены под отрицательным углом 15° к направлению вращения, а также развернуты относительно радиуса короночного коль­ца на 15 и 10° соответственно для основных и подрезных. Увеличенное число дополнительных подрезных резцов спо­собствует повышению стойкости коронки и позволяет бурить в более твердых и абразивных разновидностях рекомендуе­мых горных породах.

Резцовые коронки типа СТ2 предназначены для бурения малоабразивных трещиноватых и перемежающихся по твер­дости горных пород IV-VII категорий по буримости (сланцы, частично окремненные, с твердыми включениями, туфы и т. п.).

Армирование режущей части выполнено основными рез­цами сечением 4×4 мм и высотой 10 мм. В качестве дополни­тельных подрезных резцов в промывочных окнах использова­ны резцы сечением 3×3 мм и высотой 8 мм. Основные резцы расположены под отрицательным углом к направлению вра­щения и развернуты вокруг оси на 15°. Выпуск резцов над торцом составляет для внутренних подрезных 3 мм, для внут­ренних 2 мм. С целью повышения стойкости резцов при бу­рении в трещиноватых породах сбегающие части резцов уси­ливаются наплавлением слоя сплава.

Характеристика коронок типов СМ и СТ приведена в табл. 7.8.

СКВ ВПО «Геотехника» совместно с ВНИИ твердых спла­вов разработан сплав ВК6КС, обладающий более высокими экс-

плуатационными показателями, чем ВКб. Резцы клиновидной формы из этого сплава были использованы для модернизации коронок типов СМ и СТ. Разработана специализированная ко­ронка СМ8, предназначенная для бурения инженерно-гео­логических скважин в породах Ш-1Х категорий по буримости. Такие коронки позволяют вести процесс бурения как с ис­пользованием промывочной жидкости, так и всухую, что по­зволяет получать образцы керна с естественной влажностью.

Комментарии запрещены.