книги из ГПНТБ / Михайлова, Н. Д. Практические расчеты при колонковом бурении учеб. пособие
.pdf'■у |
“У |
|
s ä |
|
|
|
I |
з |
g |
« |
f- |
s. з |
||
с |
ь |
|
X |
|
X X |
À |
|
><: |
2 § |
|
|
g B |
|
|
|
ся |
СЧ |
|
|
|
? 1 |
s i |
|
S « |
I s |
M v 3 I |
i |
, |
i |
St |
оабразивныесреднезѳрвв*»] |
|
|
|
.tlt |
ta |
|||
|
ФÀ. |
ш |
1 |
eu |
|
|
|
a s . |
&Д а |
2 " |
|||
|
3 2 |
|
|
|
||
5 § a 2 |
5-B |
3 |
6 |
fi |
||
|
CO |
* s |
|
вд |
CN |
|
со ^ |
|
£ |
||||
s |
X |
s |
S |
• |
s |
|
s |
s |
S 5 |
§ 5 |
Продолжение
о с |
- Г |
CQ |
D C |
О |
- |
а |
600-1000 |
800-1200 |
1000-800 |
800-400' |
500-300 |
10-15 |
I |
|
I |
|||||||
400-000 |
500-1000 700-300 500-250 |
400-200 |
15-20 |
||||
|
|||||||
400-800 |
500-1000 |
1000-800 |
800-400 |
500-300 |
10-20 |
Ш |
|
300-500 |
400-800 |
700-300 500-250 |
400-200 |
20-25 |
|||
|
|||||||
450-800 |
550-1100 |
1000-800 |
800-400 |
500-300 |
10-20 |
П |
|
300-450 |
450-700 |
700-300 |
500-250 |
400-200 |
20-25 |
||
500-800 |
800-1000 |
1500-700 1200-500 |
800-400 |
15-30 |
і |
||
400-000 |
500-800 |
1000-400 |
800-350 |
600-250 |
25-35 |
|
|
500-1000 |
800-1200 |
1400-700 110Ô-800 |
800-400 |
15-30 |
I |
||
I |
|||||||
350-780 |
400-800 |
800-350 700-300 |
000-200 |
25-40 |
|||
|
|||||||
300-1200 |
750-1400 1200-700 1000-500 |
800-400 |
10-30 |
и |
|||
300-800 |
400-800 |
800-300 |
000-200 |
400-150 |
30-45 |
|
о с
20-30
30-40
20-35
30-40
20-36
35-45
2550
50-ВО
26-00
50-70
20-70
60-75
бурения коронками, армированными объемными |
подрезными овализованными алмазами |
Режим |
|
промывочной |
л/мин |
|
|
ю |
|
|
|
|
76 |
Количество |
жидкости, |
|
|
О) |
|
|
<0 |
||
|
|
|
|
Ч* |
об/мин |
|
, м м |
|
QL |
вращения, |
|
р о н к и |
|
5Ѳ |
Скорость |
|
к о |
|
48 |
кг |
|
т р |
|
Г— |
|
ме |
|
||
|
|
|
|
CD |
коронку, |
|
Д и а |
|
CD |
|
|
|
|
|
на |
|
|
|
to |
Нагрузка |
|
|
|
CD |
|
|
|
|
4* |
.Степень |
|
Y |
|
|
треіш:- |
нова-- |
тости |
пород |
|
Катего |
рия по |
бури- |
ѵІОСТИ |
|
п |
* |
|
|
|
ш |
3 |
|
|
|
h |
|
|
|
|
* |
Н |
|
|
. |
а |
?. |
|
|
|
й |
S |
|
. |
'-j |
|
і |
|
|
|
f i |
l |
|
|
|
H |
a |
|
|
|
|
|
|
|
— |
95 ------- |
||||
CO |
§ |
f |
|
§ § |
S |
8 |
S 8 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
-8080 |
-80100 |
-4080 |
-5070 |
20-30 |
-3040 |
CM |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
350-250 |
300-200 |
|
350-250 |
300-200 |
500-250 |
300-200 |
15-20 |
20-30 |
о |
|
300-125 |
150-100 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
' |
|
|
09 |
|
|
|
-250 |
-200 |
-350 |
-250 |
-150 |
-100 |
|
|
|
|
400 |
300 |
500 |
350 |
400 |
200 |
CO |
|
|
|
|
|
|
|
-250 |
-200 |
|
|
|
|
|
|
|
!500 300 |
||
|
1200-1500 |
10001300 |
|
1300-1000 |
1000-1300 |
1300-1700 |
1000-1400 |
||
r- |
|
700-1300 |
550-1000 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CD |
|
|
|
800-1200 |
600-1000 |
Ѳ00-1300 |
700-1100 |
650-100C |
400-700 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
_ |
|
|
700 |
500 |
CO |
|
|
|
|
|
|
400- |
250- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ПлотныеУ1 |
Трещино ватые |
T*' же |
|
УП-IX |
|
УШ-IX |
|
|
co |
V- |
|
|
VIУП |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
* |
|
1 |
з" |
|
|
|
|
|
|
|
v |
o |
^ i ! |
|
|
|
|
||
|
|
31 |
è y |
|
|
|
|
||
CM |
|
§ |
5 S |
â |
. |
\ |
|
|
|
|
|
s |
a |
s |
s |
g |
|
|
|
■ |
МБС-1 |
|
|
MBC-2 |
|
04A3 |
(МВП-1) |
01A3 |
(AKO-1) |
S g
20-30 |
35-45 |
15-25 |
25-35 |
400-150 |
200-100 |
500-200 |
300-100 |
600-300 |
350-250 |
550-1200 |
400-1000 |
400-1000 |
350-850 |
350-650 |
200-400 |
УШ-IX
< A A 2 © s
s s-а
! £ S a
« s g s
01A4 (MBO-1)
S g
15-25 |
25-35 |
30-40 |
40-55 |
10-15 |
15-25 |
15-25 |
25-40 |
■350-150 |
250-150 |
500-250 |
300-200 |
450-200 |
300-150 |
500-350 |
350-250 |
800-300 |
350-250 |
650-350 |
400-300 |
800-1800 |
G50-1200 |
1500-2000 |
1200-1500 |
850-1200 |
500-700 |
130015CC) |
1000-12ÛC1 |
500-900 |
400-800 |
350-1000 |
400-700 |
1X-X1 |
|
|
|
|
1X-X1 |
|
|
O. |
„ |
* |
A. |
_ |
|
I |
|
ю оs .i ° ë«a sо iI S |
|||||||
§ 1 |
g |
£ |
| |
S |
* |
* |
|
s |
s |
s |
g |
i |
? |
ь |
i |
01A3 |
(AK-16) |
|
|
|
ОБАЗ |
(МВГ1-2) |
|
i s s S s S ^ ^ 1 = - — S со л S cs 2! з. < з- < •з '(N— O — O CO- ' О CT O —*■ O — о — о
СЧ |
CO |
/Мелоабра- 1X-X1 |
|
зквныо, |
|
.мелкозер |
|
нистый H |
1X-X1 |
тонкозер |
|
нистые |
|
Абразив |
1X-X1 |
|
|
ные, |
|
средне |
|
зернистые |
IX - |
Очень x-xn крепкие,
1 малоабра- і зивные, тонкозер нистые
Очень X- Xll крепкие, абразивные, мелкозер нистые
Очень x-xn крепкие, весьма абразивныг . среднезернистые
ТГ |
10 |
|
r~ |
|
8ZT |
QJ s |
550-800 |
700-1400 |
900-1750 |
t |
|
.350-050 |
550-800 |
700-1400 |
Д |
C S |
|||
— |
|
|
|
|
Й |
& |
|
|
|
a |
|
|
|
|
‘ |
|
650-1000 |
BOQ-1000 100-1800 |
|
S £ |
||||
|
|
350 -800 |
650-1000 000-1800 |
|
» 1 |
500-800 |
650-1300 800-1600 |
||
|
|
350-650 |
,500-600 |
j 650-1300 |
k|X1 |
» |
500-П00 |
800-1400 |
1000-171" 1 |
|
|
350-550 |
500-700 |
1i650-1100 |
|
|
650-1000 |
|
1 |
|
i |
800-1300 ! 1000-1000 |
||
|
|
500-800 |
B50-1000 |
800-1300 |
|
|
|
|
! |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
1 |
|
i |
65C-1300 800-1000 1000-1000 |
||
|
|
400-800 |
650-1100 700-1400 |
|
|
|
|
|
1 |
|
i |
650-1000! |
800-1900 1000-2200 |
|
|
|
350-800 |
500-1000 |
650-1300 |
i -
|
|
|
|
|
Продолжение |
|
|
|
|
CO |
|
CD |
O |
£ |
OJ |
СО |
|
) d o |
S Г |
O tC |
500-250 |
400-200 |
10-15 |
15-25 |
20-30 |
|
400-200 |
300-150 |
15-20 |
25-35 |
30-45 |
|
|||
i c û |
S S |
O O |
500-300 |
500-250 |
10-15 |
13-25 |
20-30' |
|
400-200 |
300-150 |
15-20 |
20-30 |
30-40 |
|
|||
S o |
Q |
50O-3CO |
500-25C |
10-20 |
15-25 |
20-35 |
|
|
S d |
O |
|
||||||
400-200 |
300-150 |
20-25 |
25-30 |
30-40 |
|
|||
|
|
|
|
|||||
j d i d |
S S |
O O |
500-300 |
500-250 |
10-20 |
15-25 |
20-33 |
|
300-200 |
300-150 |
20-25 |
2,5-35 |
35-45 |
|
|||
J f Ê |
8 |
§ |
300-400 |
700-300 |
15-30 |
20-40 |
25-50 |
to |
R |
g ? |
600-300- |
400-200 |
25-35 |
35-45 |
50-60 |
° 1 |
|
|
|
|
||||||
|
|
’ |
|
|
|
|
|
! |
о |
5 |
S |
850-400 |
850-300 |
15-30 |
20-45 |
25-80 |
|
tp e? о |
|
|||||||
350-250 |
350-200 |
25- Ю |
40-50 |
50-70 |
|
|||
5 |
3 |
8 |
800-400 |
800-SOO |
10-30 |
15-50 |
20-70 |
|
§ |
2 |
8 |
|
|||||
‘(00-200 |
300-150 |
30-45 |
45-60 |
60-75 |
|
|||
|
|
|
|
1
Т а б л и ц а 2Ѳ
Рациональные режимные параметры бурения импрегнированными
|
|
алмазными коронками диаметром 59 мм |
|
|
||||
Твердость |
З н а ч е н и я |
о с е і j ы х |
н а г р у з о к |
Количество |
||||
горных по- |
при скорости |
вращения |
коронки |
(об/мин), кг |
промывочной |
|||
род(по |
Л.А. |
|
|
|
|
|
|
жидкости, |
ШреИне^у), |
71-102 |
153-182 |
237-277 |
470-490 |
л/мин |
|||
кг/мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
400-Ѳ00 |
600-700 |
700-800 |
800-900 |
900-1100 |
70-55 |
|||
600-800 |
750-800 |
800-Ѳ00 |
950-1100 |
1100-1200 |
55-50 |
|||
800 |
~ |
1000-1100 |
1200-1300 |
1300-1400 |
1500-1600 |
50-30 |
во промывочной жидкости увеличивают, что предотвращает повы шенный износ матрицы и способствует лучшей сохранности алма зов. Но чрезмерно большое количество жидкости может явиться причиной разрушения матрицы и размыва корпуса коронки и про мывочных каналов. При недостаточном количестве промывочной жидкости на забое коронку легко прижечь.
При бурении на большие глубины количество промывочной жидкости увеличивают с целью компенсировать утечки в соедине ниях.
Втабл. 24, 25 приводятся разработанные ВИТРом-рекомендуе мые расходы промывочного агента.
Втабл.26 даны уточненные режимы бурения импрегнированными алмазными ,коронками диаметром 59 мм, полученные в резуль
тате исследований, провёденных 0 .В.Ивановым [26] . П р и м е р З .
Выбрать режимные параметры процесса бурения коронкой ОІАЗ диаметром 59 мм в плотных породах УШ-П категории по буримости, Станок СБА-500. Бурение ведется на глубине 450 м.
Р е ш е н и е . 1. Скорость вращения коронки. По данным табл.24 рекомендуемые значения числа оборотов коронки нахо дятся в пределах 700-250 об/мин.
Для получения высокой механической скорости бурения следет задаваться максимальным значением скорости вращения ко ронки. В данном случае это невозможно, поскольку бурение ве
дется на'глубине 450 м, близкой к проектной для станка СБА500. Учитывая мощность станка (см.гл.УІІ,§ 3), бурение на глу бине 450 м диаметром 59 мм можно вести только на Шскорости вращения шпинделя, т .е . при 377 об/мин.
2. Осевая нагрузка на коронку. По данным табл.24 реко мендуемые значения осевой нагрузки составляют 350-650 кг. Из вестно, что при алмазном бурении необходима строгая координа ция скорости вращения и осевой нагрузки. В соответствии с этим для выбранной скорости вращения можно рекомендовать осе вую нагрузку на коронку в пределах 450-500 кг.
3. Количество промывочной жидкости. По данным табл.24 количество промывочной жидкости должно быть в пределах 20-30 лД ин.
При отсутствии ограничений с точки зрения сохранности керна следует задать расход Q = 30 л/мин. При этом скорость восходящего потока в затрубной пространстве 'при бурильных трубах штпельного соединения диаметром 50 ж ) составит
г= «______ -2________ _ =
F |
° ’785 |
|
|
|
|
0,030 |
|
= 0,63 |
BS/ с е к . |
= ----------------- ’-------------------- Я- |
||||
60 • 0,785(0,0592 - 0.0502 ) |
|
|
||
Режим бурения: |
Р = 450 + 500 кг |
, |
|
|
|
п = 377 об/мин (Ш скор.), |
|
||
|
Q = 30 л/мин . |
|
|
|
§ 3. Проектирование режимов дробового |
бурения |
|||
О с е в а я |
н а г р у з к а |
н а |
к о р о н к у |
является основным параметром режима дробового бурения, влияю щим на механическую скорость бурения и производительность ра бот. Требуемую осевую нагрузку определяют, исходя из значений рекомендуемых удельных давлений для различных видов дроби и
различных категорий пород по буримости.
Удельным давлением называется давление, которое прихо дится на і см2 рабочей площади торца дробовой коронки (за вы четом площади паза).
При бурении чугунной дробью обычного качества величину удельного давления рекомендуется выбирать в пределах 20-25
кг/см2 , улучшенного качества - 30-35 кг/сы2 . При бурении |
||
стальной дробью в породах средних (У1П, IX) категорий по бури |
||
мости удельное давление |
берется в пределах 50-70 кг/ск г, а |
|
для пород высоких категорий по буримости (XI, ХИ) 30-45 |
||
кг/см2 (табл.27). |
|
|
При дробовом бурении для создания требуемой нагрузки на |
||
коронку следует применять утяжеленные бурильные трубы. |
||
С к о р о с т ь |
в р а щ е н и я |
дробовой коронки |
определяется исходя из |
зеличины рекомендуемых окружных ско |
ростей (табл.28), допускаемых применяемыми буровыми станками и инструментом. При выборе окружной скорости вращения корон
ки необходимо учитывать глубину бурения и диаметр |
скважины, с |
||||||
увеличением которых число оборотов бурового снаряда следует |
|||||||
снижать |
[20, 23] . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л н д а 27 |
||
|
Рекомендуемые значения удельных давленой н осевых нагрузок |
|
|||||
|
|
прн дробовом бурении |
|
|
|
||
Диаметры |
Рабочая пло- |
Чугунная |
лробь |
|
Стальная дробь |
|
|
коронки, |
гаадь торца |
Удельное |
|
|
|
Осевая |
на |
м м |
коронки прн |
Осевая |
на |
Удельное ^ |
|||
|
ширине паза |
давлен^, |
грузка, |
кг |
давление, |
грузка, |
кг |
|
1/6 ДЛИНЫ |
кг/см |
|
|
кг/.см2 |
1 |
|
|
окружности 2 |
|
|
|
|
|
|
|
коронки, см |
|
|
|
|
|
|
91/66 |
20,3 |
20-25 |
406-506 |
30-45 |
810-810 |
|
|
|
|
30-35 |
610-710 |
50-70 |
1015-1420 |
||
110/85 |
26,2 |
20-25 |
525-655 |
30-45 |
785-1180 |
||
|
|
30-35 |
785-920 |
50-70 |
1310-1830 |
||
130/105 |
31,4 . |
20-25 |
62&-7Я5 |
30-45 |
840-1420 |
||
|
|
30-35 |
940-1100 |
50-70 |
1570-2200 |
||
150/ 125 |
36,7 |
2Q-25 |
735-920 |
30-45 |
1100-1G50 |
||
|
|
30-35 |
1100-1280 |
50-70 |
1835-2560 |
|
|
Т а б л и ц а 28 |
Рекомендуемые значения окружных скоростей прощения коронки |
||
Диаметр |
Окружная скорость вращения |
Число оборотов буро |
коронки, |
коронки, |
вого снаряда, об/мин |
мм |
м/сек |
|
75/54 |
0,58-1,20 |
150350 |
81/68 |
0,84 - 1,28 |
150-300 |
110/85 |
0,79- 1,58 |
150-300 |
130/105 |
1,0-0,90 |
150-300 |
150/125 |
1.10-1,47 |
150-200 |
При использовании стальной дроби-сечки для бурения пород УШ,ІХ категорий по буримости рекомендуется повышать значения окружных скоростей коронки до 1,8-2 м/сек. При бурении пород более высоких категорий по буриыостн (Х-ХШ стальная сечка сильно изнашивается, поэтому необходимо снижать скорость вра щения до 0,8-0,7. м/сек. .
Расход дроби зависит от категории разбуриваемой породы, диаметра коронки и вида дроби. При дробовом бурении применяют ся следующие способы питания забоя дробью: 1) рейсовый; 2)порцнонныі, крупнопорционный и мелкопорционный; 3) непрерывный.
При рейсовом питании скважин дробью в .скважину засыпают sa рейс только одну порцию дроби, достаточную для работы ко ронка до износа ее заправленной части на 70-80$.
При мелкопорцноннои способе питания в скважину через каж дые 10-15 мин чистого бурения подают мелкие порции дроби ве сом 80-150 г.
При крупнопорционнои способе питания в скважину сначала засыпают порцию дроби весом от 2-3 до 6 кг. Затем периодичес ки через каждые 0,5 -1,5 часа чистого бурения дополнительно за сыпается дробь в количестве от 1 до 3 кг. За рейс производят 3-5 дополнительных засыпок чугунной дроби.
Периодическое питание стальной сечкой применяют в основ ном в породах XI—XII категорий.
В табл,29 приводится вес первоначальной и дополнительной
порций стальной дроби—сечки в зависимости от диаметра воронки и категории пород. В табл.30 приводится вес рейсовой порции дроби душ пород различных категорий по буримости.
|
П р о м ы в к а |
п р и |
д р о б о в о м |
б у р е |
н и и |
является фактором, регулирующим поступление дроби под |
торец коронки. Количество подаваемой в скважину промывочной хидкости зависит от диаметра скважины, способа питания забоя дробью и размера дроби. Количество промывочной жидкости опре деляется по формуле
|
Q |
= kD t л/мий , |
|
і |
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
29 |
Расход дроби при крупнопорцнопном способе питания забоя |
|
||||
Диаметр дробовой |
Вес порции дроби, кг |
Категория пород по |
ЕНВ |
||
коронки, мм |
|
|
XI |
ХП |
|
130 |
Первоначальный |
2,6 |
3,0 |
|
|
|
Дополнительный |
. 0,28 |
0,26 |
|
|
110 |
Первоначальный |
2,2 |
3,3 |
|
|
|
Дополнительный |
0,22 |
0,22 |
|
|
Ѳ1 |
Первоначальный |
1,8 |
2,7 |
|
|
|
ч Дополнительный |
0,18 |
0,18 |
|
|
75 |
Первоначальный |
1,5 |
2,2 |
|
|
|
Дополнительный |
0,15 |
0,15 |
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а ft) |
|
|
Рдеход дроби при рейсовом способе питания забоя |
||||
Сорт дроби |
Категория |
Вес рейсовой порции дроби при диаметре коронки (мм), |
||||
|
пород по |
|
кг |
|
|
|
|
бурпмости |
130 |
110 |
81 |
75 |
|
|
|
|
||||
Чугунная* |
УП. У111 |
12-14 |
8-10 * |
8-3 |
4-8 |
|
дробь |
IX, |
X |
18-20 |
14-18 |
10-12 |
8-8 |
|
Х1-ХП |
20-22 |
16-18 |
12-14 |
8-10 |
|
Стальная |
УШ |
2,0 |
1,6 |
■ 1,4 |
1,1' |
|
ДіОбЬ- |
IX |
2,6 |
2,2 |
1.8 |
1.5 |
|
сечка * |
X |
|
3,8 |
3,3 |
2,7 |
2,2 |
|
XI, |
ХП |
5,0 |
4 |
3,5 |
3,0 |
где D - наружный диаметр коронки, см; к - удельный расход жидкости на I см диаметра коронки, л/мин, величина которого зависит от способа питания забоя дробью и этапа бурения (на чало и конец рейса).
Перед подъемом снаряда (заклинной керна) производят ин тенсивную промывку забоя скважины до полного выноса шлама. Раоход промывочной жидкости при этом примерно в 2 раза больше,
чем в |
начале рейса (табл.31). |
|
|
|||
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
31 |
|
|
|
Значения удельного расхода жидкости при дробовом бурении |
|
|||
Катего- |
Вид дроби |
Способ питания забоя дробью |
Начало |
Конец |
||
рнп |
по |
|
|
|
рейса |
рейса |
род |
до |
|
|
|
|
|
бурь- |
|
|
|
|
|
|
мостп |
|
|
|
|
|
|
|
|
Стальная |
сечка |
Рейсовый |
4,6 |
1,8 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
Крупнопорцнонный |
3,6 |
3,2 |
УШ-1Х |
|
|
Мелкопорцнонный н непрерывный |
3,6 |
3,2 |
|
|
|
Чугунная |
|
Рейсовый |
4,6 |
1,8 |
|
|
|
МелкопорцнонныЛ и непрерывный |
3,2 |
2,8 |
|
|
|
Стальная |
сечка |
|||
|
|
Рейсовый |
4,0 |
2,0- 1,8 |
||
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
Крупно- и мелкопорцнонный |
2,8- 2,0 |
2 ,2- 1,8 |
Х-Х1 |
Чугунная |
|
Рейсовый |
4,5 |
2,0 |
|
|
|
|
Мслхопоршюинілй и непрерывный |
4,0 |
3,6 |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
Ре »'гсовый |
4,0 |
1,6 |
хи |
|
Стальная |
сечка |
Крупнопорционный |
1,8 |
1,6 |
|
|
|
|
Мелкопорцнонный и непрерывный |
1,8 |
1,6 |
|
П р и м е р |
4. |
|
|
|
|
|
При разбуривании песчаника X категории по буримости ко |
|||||
ронкой |
диаметром 91 мм применяется дробовое бурение станком |
|||||
ЗИФ-ЗООМ. Разработать технологический режим бурения. |
|
|||||
|
Р е ш е н и е |
. 1. |
Принимает стальную дробь-сечку, |
имею |
щую ряд преимуществ перед чугунной. По данным табл.27 находим для коронки диаметром 91 мм значения осевых нагрузок: Р = 1015 + 1420 кг.
2. Число оборотов бурового снаряда (см.табл.28) рекомен-