Проектирование режимов ударно-вращательного бурения

26.10.2013 | Автор: admin

Ударно-вращательное бурение осуществляется двумя типами гидроударных машин: типа Г-7 (Г76У), Г9 (Г59У) с повышенной энергией удара и высокочастотными гидроударниками типа ГВ-5 (ГВ-5 (Г76В) и ГВ-6 (Г59В).

Проектирование режимов бурения должно производиться с учетом типа гидроударных машин, техническая характеристика которых приведена в прил. 5.

Режимы гидроударного бурения гидроударными машинами Г76У и Г59У, т. е. с повышенной энергией удара. Бурение в этом случае производится специальными коронками для гидроударного бурения (см. табл. 8). Режим бурения характеризуется низкими частотами вращения коронок, невысокими осевыми нагрузками/ количество промывочной жидкости определяется технической характеристикой гидроударника, так как только при определенных расходах обеспечивается нормальная работа гидроударника.

Оптимальная частота вращения коронки может быть рассчитана по формуле

яО

ср

/Пудб

(УШЛО)

п =

где туд — число ударов в 1 мин, развиваемое гидроударником; Яср— средний диаметр коронки, мм; б — оптимальное расстояние пробега коронки между ударами, мм, для пород IX—XI категорий 6 = 5—3 мм, для пород VII—VIII категорий 6 = 8—6 мм. При такой частоте вращения коронки соблюдается рациональное соотношение частоты ударов и вращения бурового снаряда, обеспечивающее эффективный процесс разрушения породы.

Осевая нагрузка при гидроударном бурении должна обеспечивать плотность контакта резцов коронки с породой; при бурении в породах невысокой твердости под воздействием нагрузки происходит также внедрение резцов в породу. При бурении твердых

и абразивных пород — осевая нагрузка снижается с целью предотвращения преждевременного износа резцов коронки. Рекомендуемые параметры режимов гидроударного бурения специальными коронками приведены в табл. 36 [8, 44].

Таблица 36

Параметры	Характеристика пород	Категория ^бууимости	Днам 93	етр коронки, 76	мм 59
Осевая нагрузка,	Среднеабразивные	VII—VIII	800—1000	800—1000	800
даН	Высокоабразивные	IV—IX	400—500	400—500	400
	Малоабразивные	VIII—X	700—800	600—800	600
	Среднеабразивные	VIII—X	400—500	400—500	400—500
	Высокоабразивные	IX-XI	300—400	300—400	300
Частота вращения,	Среднеабразивные	VII—VIII	36—60	60—72	120
об/мин	Высокоабразивн ые	1V-IX	30	36-60	60—72
	Малоабразивные	VIII—X	30	36—60	60—72
	Среднеабразивные	VIII—X	30	30	42
	Высокоабразивные	IX—XI	20	20	30
Расход промывоч	Среднеабразивные	VII—VIII	180—200	180—200	140—160
ной жидкости,	Высокоабразивные	IV-IX	200	200	160—180
л/мин	Малоабразивные	VIII—X	200	200	160—180
	Среднеабразнвные	VIII—X	200	200	180
	Высокоабразивные	IX—XI	200—220	200—220	180

Режимы гидроударного бурения высокочастотными гидроударниками Г76В и Г555. Многочисленными исследованиями и опытом производственных организаций установлена высокая эффективность применения высокочастотных гидроударных машин с твердосплавными и алмазными серийными коронками. Так, при применении в породах IV—VIII категорий буримости твердосплавных коронок типа СА-5, СА-6 было получено увеличение скорости в 1,3—2,3 раза, проходки за рейс в 1,1—2,5 раза по сравнению с вращательным бурением теми же коронками. При использовании серийных алмазных коронок было получено увеличение скорости бурения в 1,2—1,7 раза, проходки на коронку в 1,3—1,5 раза по сравнению с вращательным бурением. При этом наблюдается снижение интенсивности искривления скважин и повышение выхода керна в трещиноватых породах. Рекомендуемый породоразрушающий инструмент и параметры режимов бурения высокочастотными гидроударниками приведены в табл. 37 [12, 44]. При гидро- ударно-алмазном бурении рекомендуется следующая длина колонковых труб: для пород до VIII категории — 6—10 м; для пород

IX —X категорий — 3—6 м и для пород XI—XII категорий — 2— 3 м.

При проектировании режимов гидроударно-алмазного бурения следует: максимальные нагрузки и частоты вращения применять в монолитных породах, минимальные—в трещиноватых; в абразивных породах частоту вращения снижать, а расход промывочной

			Диаметр коронки, мм
Параметры	Категория буримости	Тип коронки	69	76
Осевая нагрузка, даН	IV—VII VI—VII	СА5, СМ5 16АЗ-СВ, 04A3, 01АЗ, 01А4	800—1200 400—1000	1000—1400 500—1200
	VIII—IX	01АЗ, 01А4, 14АЗ*	600—1200 %	800—1400
	IX—X	01АЗ, А4ДП, И4ДП, 02ИЗГ	800—1500 •	1000—1800
	XI—XII	02И4, 13ИЗ, И4ДП, 02ИЗГ	1000—2000	1200—2200 ф
Частота вращения, ^ а	IV—VII	СА5, СМ5	450	350
об/мин	VI—VII	16АЗ—СВ, 04АЗ, 01АЗ, 01А4	360—720	300—600 ■
	VIII—IX	01АЗ, 01А4, 14АЗ	360—1200	300—720
.	IX—X	01АЗ, А4ДП, И4ДП, 02ИЗГ	360—900	300—900
	XI—XII	02И4, ІЗИЗ, И4ДП, 02ИЗГ	360—900	300—720
Расход промывочной жидкости, л/мин	-IV—VII IVI—VII*	СА5, СМ5 16АЗ-СВ, 04A3, 01АЗ, 01 A4	60—80 60-80	100—130 70—120
	VIII— IX’ «	01АЗ, 01 A4, 14АЗ	60—80	100—130
	IX-X	01АЗ, А4ДП, 04ДП, — 02ИЗГ	50—70	60—80
	XI—XII	02И4, ІЗИЗ, И4ДП, 02ИЗГ	40—60	60—80

жидкости увеличивать; в малоабразивных породах расход промывочной жидкости должен быть минимальный. При необходимости в состав снаряда включаются делители потока; в среднеабразивных породах IX—X категорий буримости наиболее высокие показатели достигаются при бурении коронками с гранулированными алмазами.

При бурении скважин на угольных месторождениях применяются гидроударники с повышенной энергией удара (Г76У), а также высокочастотные гидроударники (Г76В), технология бурения имеет свои особенности. Рекомендации по выбору породоразрушающего инструмента и параметров режима бурения приведены в табл. 38.

Пневмоударное бурение осуществляется двумя комплексами: РП—для бурения разведочных скважин диаметрами 113 и 132 мм на коренных месторождениях полезных ископаемых и КПР — для бурения разведочных скважин при разведке рсТсСыпных месторож-

Параметры	Категория бурнмостн	Тип коровки	Гидро- ударнак Г76У	Гидро ударник Г76В
Осевая нагрузка, даН	V—VI	ГПИ-67 ГПИ-149М ГПИ-148М СА5, СА6	700—800 500—800 2000	800—1000
	VI—VII	ГПИ-67 ГПИ-139М СА5, СА6, СМ4	500-600 2000	600—800
	VII—VIII	ГПИ-74МВ СА1, СА5	400—500	500—800
Частота вращения, об/мин 1	V—VI	ГПИ-67 ГПИ-149М ГПИ-148М СА5, СА6	150—300 70—150 150—300	150—300
	VI—VII	ГПИ-67, ГПИ-139М СА5, СА6, СМ4	150—300 150—300	300
	VII—VII	ГПИ-74МВ СА1, СА5	г60—90 *	150—300
Расход жидкости, л /мин	У-У1	ГПИ-67, ГПИ-149М, ГПИ-148М СА5, СА6	200—220	150—170
	VI—VII	ГПИ-67, ГПИ-139М СА5, СА6, СМ4	200—220	150—180
	VII—VIII	ГПИ-74МВ	200—220	150—160

Примечание. В породах V—VIII категорий бурнмостн иогут бьгтъ также использованы алмазные коронки с высокочастотными гидроударниками, режим бурения и тип коронки указаны в табл. 37.

дений в многолетнемерзлых породах диаметрами 161, 184 и 216 мм.

Режим пневмоударного бурения характеризуется следующим: частота вращения бурового снаряда выбирается такой, чтобы обес- печивалось оптимальное соотношение между частотой вращения и частотой ударов пневмоударника. Рекомендуемые значения частот вращения бурового снаряда находятся в пределах от 15—30 (для крепких и вязких пород) до 60—80 (в мягких и хрупких породах). Частоту вращения бурового снаряда рекомендуется снижать при бурении абразивных пород.

Осевая нагрузка при пневмоударном бурении служит для обеспечения контакта породоразрушающего инструмента с забоем. Оптимальные значения осевой нагрузки определяются рядом факторов: физико-механическими свойствами пород, типом и диаметром породоразрушающего инструмента, технической характеристикой пневмоударника. Рекомендуемые значения осевой нагрузки на

ходятся в пределах от 400—300 до 100—200 даН для трещиноватых пород.

Расход воздуха при пневмоударном бурен-ии должен обеспечивать скорость восходящего потока в’ кольцевом пространстве не менее 18—20 м/с. При использовании компрессоров с рабочим давлением до 0,8 МПа осуществляется, как правило, максимальная подача воздуха.

Рубрика: Техническое проектирование колонкового бурения