4 Выбор долот, определение областей разрушения

ГОРНОЙ ПОРОДЫ И ОСЕВЫХ НАГРУЗОК НА ДОЛОТА

4.1 Требования к шарошечным долотам

Выбираемые шарошечные долота должны:

1) соответствовать твердости горных пород;

2) обеспечивать наиболее высокую область разрушения горной породы, что соответствует обеспечению наибольшей механической скорости бурения;

3. вооружение долота первого класса должно обеспечивать использование ресурса опоры, т.е. соответствовать абразивности горной породы.

4.2 Предварительный выбор типа вооружения долот

Каждый тип долот имеет свою область рационального использования, которая характеризуется твердостью горных пород, выраженной в категориях (кат.). Характеристики областей приведены в таблице 4.1. В скобках приведены типы вооружения долот по коду Международной ассоциации буровых подрядчиков МАБП (code IADC).

Таблица 4.1 - Области применимости долот по твердости горных пород

Долота 1-го класса			Долота 2-го класса
Тип	, кат.	Нв, кат.	Тип	, кат.	Нв, кат.
М (11, 12)	2,4	4,4	МЗ (51)	3,2	4,9
МС (13)	3,0	5,5	МСЗ (53)	4,5	7,7
С (21)	3,7	6,2	СЗ (54)	4,2	7,6
СТ (23)	4,5	7,7	ТЗ, ТКЗ (62, 63)	6,2	9,3
Т (31)	5,6	7,9	К (74)	7,3	10,2

Область применимости долота описывается диапазоном от среднего значения до верхнего Н_в значений твердости породы в категориях. Для наглядности выбора типа долота удобно использовать номограммы, построенные по данным таблицы 4.1. Порядок построения номограмм следующий (рисунок 4.1). На оси абсцисс наносится шкала твердости в категориях. Для долот 1-го класса достаточно 10 кат. Ось ординат желательно взять равной оси абсцисс. В полученном квадрате проводится вспомогательная диагональ 1. Далее строятся области применимости долот. Для долота типа М на оси абсцисс отложить величину = 2,4 кат. (см. таблицу 4.1) и восстановить перпендикуляр 2 до пересечения с вспомогательной диагональю. Из точки пересечения провести вспомогательную горизонтальную прямую 3. На оси абсцисс отложить величину

Н_в = 4,4 кат. (см. таблицу 4.1) и восстановить перпендикуляр 4 до пересечения с прямой 3. Точки пересечения перпендикуляров 2 и 4 с прямыми 1 и 3 соединить утолщенной прямой 5. Отрезок 5 является искомой областью применимости долота типа М. Аналогично построены области применимости для долот типов С и Т.

Н а рисунке 4.2 приведены номограммы для выбора долот 1-го и 2-го классов.

Ключ для использования номограммы показан на рисунках пунктиром. Порядок работы с номограммой:

1 На оси абсцисс отложить расчетную величину твердости горной породы и из полученной точки восстановить перпендикуляр до пересечения с наклонной прямой. Из точки пересечения провести вспомогательную горизонтальную прямую (штрихпунктирные линии).

Рисунок 4.1 – Построение номограммы для выбора типа долота

а

б

2 На оси абсцисс отложить расчетную величину твердости горной породы Н_в и из полученной точки восстановить перпендикуляр (штриховая линия) до пересечения с вспомогательной горизонтальной линией. Из точки пересечения провести линии со стрелками до встречи с ближайшими отрезками областей применимости долот.

Твердость, кат. Твердость, кат.

а – первого класса; б – второго класса

Рисунок 4.2 – Номограммы для выбора типов вооружения долот

3 Стрелками показаны перспективные типы долот. Например, для неабразивных горных пород при Н_в = Н_в1 перспективными являются долота типов С и СТ (см. рисунок 4.2, а), при Н_в = Н_в2 – только тип СТ; при Н_в = Н_в3 –только тип Т, а при Н_в = Н_в4 – нет типа долота 1-го класса для рассматриваемой горной породы. В этом случае перспективным будет только долото 2-го класса (см. рисунок 4.2,б). Для рассматриваемого примера перспективным будет долото ТЗ или ТКЗ, а долото типа Т следует выбрать как резервное. В случае Н_в = Н_в1 перспективным долотом второго класса является долото типа СЗ. Таким образом, результатом выбора будут два и более конкурирующих типа долота обоих классов.