Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

Осевая нагрузка на породоразрушающий инструмент зависит главным образом от физико-механических свойств пород, мате­риала резцов и их опорной поверхности.

Осевую нагрузку на твердосплавную коронку определяют, ис­ходя из рекомендуемых нагрузок на 1 резец, обеспечивающих объемный процесс разрушения породы, и рассчитывают по фор­муле

Р = Рот, (VIII. 1)

где Р — осевая нагрузка на твердосплавную коронку, даН; (10 Н = 1 даН); Р0 — рекомендуемая нагрузка на один основной резец, даН; т — число основных резцов в коронке, шт. Значения рекомендуемых нагрузок на один резец коронки (даН) для раз­личных пород и типов твердосплавных коронок приведены в табл. 30.

Таблица 30

		Категеории бурнмости (ОСТ 41-89—74)
Группа н тип коронки	I—II	III-IV	V	V!	VII—VIII
Ребристые
М1	30—50	50—60	—»	—
М2	—	60—80	—	—	—
М5	—	40—60	—	—	—
Резцовые
СМЗ	—	40—50	50—80	80—100	—
СМ4	—	—	50—60	60—80	—
СМ5		—	40—50	50—60	—
СМ6	—	—-	—	50—60	60—70
СТ2	—*	40—60	60—80	80-100	—
Самозатачива­ ющиеся
СА1		——-	30—50	40—80	50—100
СА4		—		40—60	50—80
СА5	__	—	—	40—60	50—80
СА6		—		40—60	50—80
СА7	—	—	—	40—60	50—80

При бурении трещиноватых или переслаивающихся пород с резким различием по твердости следует уменьшать рекомендуемые нагрузки на 30—50 %.

При необходимости работы с большими осевыми нагрузками для борьбы с искривлением скважины следует применять УБТ.

Частота вращения коронки рассчитывается, исходя из реко­мендуемых значений окружной скорости коронки, которые при­нимаются тем больше, чем меньше диаметр коронки. Для твердо­сплавного бурения окружные скорости коронки рекомендуются в пределах 0,6—2 м/с. При бурении трещиноватых и неоднородных по твердости пород рекомендуется снижать частоту вращения ко­ронки на 20—25 %. Минимальные значения частоты вращения ре­комендуются при бурении абразивных пород с целью уменьшения износа породоразрушающего инструмента.

Частота вращения бурового снаряда рассчитывается, исходя из рекомендуемых значений окружных скоростей вращения корон­ки, и выбирается затем в соответствии с диапазоном частот вра­щения вращателя бурового станка.

Частота вращения рассчитывается по формуле

"-«(ят£)д ■ . <т2)

где Уокр — окружная скорость коронки, м/с; £)„, Оьн — соответст­венно наружный и внутренний диаметры коронки, м.

Следует помнить, что окончательно частота вращения коронки устанавливается с учетом глубины скважины, мощности двигателя бурового станка и прочности колонны бурильных труб.

Качество и количество очистного агента выбирается в зависи­мости от геолого-технических условий бурения (физико-механи­ческих свойств пород, устойчивости стенок скважины, характера возможных осложнений и т. п.), типа коронки, ее размера. Ка­чество промывочной жидкости может быть выбрано по данным табл. 21, где приводятся соответствующие рекомендации. Необхо­димое количество промывочной жидкости может быть рассчитано по формулам, приведенным в гл. VI, § 1.

При колонковом бурении необходимое количество промывочной жидкости приближенно можно определить

У* = шя. (‘Ш. З)

где к — удельный расход промывочной жидкости на I см диамет­ра коронки, л/мин (табл. 31); Оп — диаметр коронки, см.

Таблица 31 Группа коронок 1 Категория бурнмостн (ОСТ 41-89—74) І-ІІ III—IV V VI VII—VIII Ребристые 8-14 12—16 Резцовые 12—16 8—16 8—12 6—8 Самозатачивающиеся — — 8—14 8—12 6-8

Рекомендуемое количество промывочной жидкости может быть снижено против расчетного с целью сохранности керна при буре­нии в породах, разрушающихся под воздействием потока, и при отсутствии в составе бурового снаряда специальных колонковых снарядов.

Чем выше предполагаемая скорость бурения, тем большее ко­личество промывочной жидкости должно подаваться на забой скважины, если нет каких-либо особых ограничений (размыв сте­нок скважины, керна и т. п.).

Пример 1. Подобрать режим бурения коронкой СМ5 диаметром 76 мм при ■работе в монолитных однородных породах V—VI категорий буримостн. Глубина бурения 500 м. Буровой агрегат ЗИФ-650М.

Решение. I. Осевую нагрузку рассчитываем по формуле (УШ.1), пользуясь рекомендациями табл. 30 и предварительно определив количество основных рез­цов в коронке по данным, табл. 7:

Р1 = 40 X 12= 480 даН;

Р2 = 50 X 12 = 600 даН;

Я3 = 50 х 12 = 720 даН.

При работе коронки следует в начале рейса применять нагрузку от 480 даН, постепенно увеличивая ее до наибольших значений по мере износа резцов ко­ронки.

2. Частота вращения коронки рассчитывается по формуле (УШ.2). По­скольку бурение проектируется в породах монолитных малоабразивных и одно­родных, следует принимать для расчета большие значения окружной скорости. Учитывая глубину бурения 500 м, диаметр коронки и мощность привода станка, принимаем значение окружной скорости в пределах I—1,3 м/с. Тогда частота вращения коронки будет

1,0X60 _

п ——————————————— = 284 об/мин:

3.14 (0,076 +0,059)/2

1,3×60

п =—————— ———————— = 368 об/мин.

3.14 (0,076 +0,059)/2

В пределах рассчитанных значений частот вращения коронки можно реко­мендовать для работы частоты вращения 254 и 340 об/мин, что соответствует работе вращателя станка бурового агрегата ЗИФ-650М.

3. Количество промывочной жидкости может быть рассчитано по формуле (УШ. З) в соответствии с рекомендациями табл. 31:

У0 = 8 X 7,6 = 60,8 л/мин ~ 60 л/мин;

У0 = 12 X 7,6 — 91 л/мин ~ 90 л/мин.

При отсутствии ограничений следует задавать большие значения Уо, по­скольку &то будет способствовать повышению скорости бурения. Детальный рас­чет промывки может быть выполнен по формулам (VI.!)—(VI.7).

Пример 2. Подобрать режим бурения коронкой СМ6 диаметром 93 мм при работе в слаботрещнноватых и трещиноватых породах VI—’VII категории бури — мости Глубина бурения 100 м. Бурение осуществляется буровой установкой УКБ-200/300.

Решение. Коронка СМ6 диаметром 93 мм имеет 24 основных резца (см. табл. 7). По формуле (VIII. 1) рассчитаем возможную нагрузку на коронку, ис­ходя из рекомендаций табл. 30:

Р = 50 х 24 = 1200 даН; Р = 60 X 24 = 1440 даН.

Учитывая, что бурение будет происходить в слаботрещиноватых и трещиноватых породах, рекомендуемые нагрузки следует снизить примерно на 30 % и задавать их в пределах 840—1000 даН.

Частота вращения коронки рассчитывается по формуле (VII 1.2), исходя из рекомендуемых окружных скоростей вращения в пределах 0,75—I м/с, т. е. также сниженных относительно оптимальных значений.

0,75 X 60

я = 1да+ЩГ =171 об/мин-

При этом может быть рекомендована I скорость 2-го диапазона частот вращения шпинделя станка СКБ-200/300, т. е, 160 об/мин.

1,0X60

П~ 3,14 (0,093 + 0,075)/2 ~ 228 06/мин.

При этом может быть рекомендована II скорость 1-го и 2-го диапазонов частот вращения шпинделя станка СКБ-200/300, т. е. 200 и 290 об/мин. В ре­зультате для бурения в слаботрещиноватых породах можно рекомендовать ра­боту станка на I и II скоростях 2*го диапазона частот вращения шпинделя станка и в трещиноватых породах—I и II скорости 1-го диапазона.

Количество промывочной жидкости ориентировочно может быть рассчитано по формуле (VI11.3) в соответствии с рекомендациями табл. 31:

V0 = 8 X 9,3 = 74,4 л/мин ~ 75 л/мин я V0 = 12 X 9,3 = 111,6 л/мин ~ 100 — 110 л/мин.

При увеличении степени трещиноватости пород расход промывочной жид­кости следует снижать от 100 л/мин до 75 л/мин.

Комментарии запрещены.