15. Технология бурения твердосплавными коронками. Зависимость механической скорости от режимных параметров.

Механическая скорость бурения

При анализе влияния различных факторов режима бурения прежде всего рассматривают их влияние на механическую скорость, так как, во-первых, производительность, твердосплавного колонкового бурения находится в прямой зависимости от механической скорости и, во-вторых, в связи с тем, что современные коронки, особенно при рациональном применении, обладают достаточным запасом твердого сплава, обеспечивающим необходимую проходку за рейс, даже при форсированных режимах. Поэтому режимы бурения необходимо выбирать так, чтобы обеспечить максимальную механическую скорость бурения.

Частота вращения

Исследования технологии твердосплавного вращательного и вращательно-ударного бурения показали сложную зависимость показателей бурения от режимных параметров (тип коронки и физико-химические свойства пород). В общем виде с увеличением прочности пород на скалывание влияние частоты вращения на прирост скорости бурения уменьшается, а влияние осевой нагрузки возрастает.

Осевая нагрузка

Осевая нагрузка влияет на механическую скорость бурения параболически. Исследования показывают, что рост механической скорости бурения при изменении нагрузки не беспределен, и для каждой породы имеется максимум, определяемый прочностными характеристиками породы.

Разрушение горных пород при бурении твердосплавными коронками

Под действием удельной осевой нагрузки gу резец коронки внедряется в породу на некоторую глубину h.

Необходимое условие для внедрения резца gу>р_ш·fо,

Г де: р_ш–твердость породы·на вдавливание штампа, Fо – опорная поверхность вдавливаемого лезвия резца.

схема работы единичного твердосплавного резца

р –усилие подачи резца.

Глубина внедрения резца

H=η·gу/p_ш·b·tgβ где: η– коэффициент (~0,85); Gу– удельная осевая нагрузка, Р_ш – твердость породы на вдавливание штампа, B - ширина резца, Β–угол приострения резцов, градус. B·tgβ= fо

Бурение в мягких породах I–IV категорий по буримости ребристыми коронками главную роль играет качество и расход промывочной жидкости.

Расход раствора должен быть таким, чтобы размыв стенок скважины и керна был минимальным.

Осевая нагрузка и частота вращения в мягких породах имеют подчиненное значение.

В породах мягких и средней твердости наиболее производительным является бескерновое бурение, осуществляемое долотами режущего, режуще-скалывающего действия.

Углубка за рейс в этом случае ограничивается только стойкостью при, а отсутствие керна позволяет вести бурение на форсированном режиме.

8. Твердосплавные коронки, типы и область применения.

Твердосплавные коронки состоят: из стального корпуса(короночного кольца) и режущих элементов – твердосплавные резцы.

Основные элементы коронок:

1) Форма резцов и их количество. Форма и размер резцов зависят от твердости породы, чем тверже порода, тем меньше должна площадь поперечного сечения резца: 1-пластинчатые 2- призматические.

2) Расположение резцов в коронке: основные резцы предназначены для разрушения всего забоя и выходят из короночного кольца на 1,5-4 мм. Подрезные резцы укрепляют наружную поверхность коронки, припятствуя ее износу по диаметру. Подрезные резцы выступают из корки коронки на 1,5-4,5 мм.

3) Промывочная система – вырезы в торцевой части коронки, которые располагаются симметрично

Типы твердосплавных коронок:

1. Ребристые коронки – тип М (М1,М2,М5,М6)

- для бурения мягких пород I-IV категорий по буримости

2. Резцовые, затачиваемые коронки типа СМ (СМ4,СМ5,СМ6)

- для бурения пород средней твердости IV-VII категорий по буримости малоабразивных пород.

- типа СТ2 средней твердости IV-VII категорий трещиноватости.

3. Самозатачивающиеся коронки – тип СА (от СА1 до СА6)

- для бурения пород средней твердости и частично твердых VI-IX категорий по буримости абразивных.