Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Михайлова, Н. Д. Практические расчеты при колонковом бурении учеб. пособие

.pdf
Скачиваний:
8
Добавлен:
19.10.2023
Размер:
7.45 Mб
Скачать

'■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

 

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-

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ