Технология бурения взрывных скважин. Организация основных и вспомогательных работ при бурени

СПБГУАП| Институт 4 группа 4736

5. Технология бурения взрывных скважин. Организация основных и вспомогательных работ при бурении.

Бурение скважин является процессом трудоемким и дорогостоящим. Процесс бурения скважин состоит из непосредственного разрушения

породы и выноса продуктов разрушения из скважины. Эффективность разрушения в значительной мере зависит от конструкции долота, а очистка скважины – от работоспособности системы транспортирования буровой мелочи. При бурении массивов сложноструктурного строения возникают физико механические проблемы как с разрушением на забое неоднородных по крепости пород буровым долотом, так и с выдачей продуктов разрушения. Эффективность бурения оценивается скоростью бурения и стойкостью бурового инструмента, которая определяется количеством метров скважин, пройденных долотом до полного его износа. Именно от двух факторов зависит основной показатель процесса-стоимость 1 пог. м скважины.

Факторы, определяющие скорость бурения и стойкость бурового инструмента при механических способах бурения:

-прочностные свойства пород (способность пород противостоять разрушению от действия внешних нагрузок);

-вид и конструкция бурового инструмента, его качество;

-режимные параметры бурения (усилие, с которым буровой инструмент прижимается к забою скважины, частота его вращения и др.).

В.В. Ржевский предложил использовать относительный показатель трудности бурения пород (Пб). В соответствии с величиной Пб все горные породы разделены на 5 классов и 25 категорий:

-I класслегкобуримые породы(угли, гипс и др.);

-II класспороды средней трудности бурения (известняки, песчаники, апатито-нефелиновые руды и др.);

-III класструднобуримые породы (доломиты, средние граниты);

-IV классвесьма труднобуримые породы (граниты, кварциты и др.);

-V класс исключительно труднобуримые породы (базальты, андезиты и

др.).

Породы с показателем П6 > 25 относятся к внекатегорным. Относительный показатель трудности бурения (Пб ) позволяет упростить принятие решений по выбору способа бурения, типа бурового инструмента и его вооружения. Эти решения возможно принимать и на основе оценки пород по коэффициенту крепости по шкале М.М. Протодьяконова.

Способы бурения скважин. По способу разрушения горной породы все используемые на карьерах буровые станки делятся на две группы:

1.Станки, осуществляющие бурение скважин путем механического разрушения горной породы в результате непосредственного воздействия на нее бурового инструмента;

2.Станки, использующие физические методы воздействия на горную породу с целью ее разрушения.

На карьерах в настоящее время почти исключительное применение получили станки, реализующие механический способ разрушения породы. Это прежде всего станки шнекового, шарошечного и пневмоударного бурения. В

Контакты | https://new.guap.ru/i03/contacts

СПБГУАП| Институт 4 группа 4736

редких случаях и лишь при выполнении работ в специфических условиях применяются станки ударно-канатного бурения, алмазного бурения и др.

Названия механических способов бурения, как и названия буровых станков, соответствуют названию используемого бурового инструмента.

По характеру воздействия бурового инструмента на горную породу механические способы бурения подразделяются на бурение:

1.Ударное;

2.Вращательное ;

3.Ударно-вращательное.

При физических способах бурения для разрушения горных пород могут быть использованы:

1.Термическое;

2.Взрывное;

3.Гидравлическое;

4.Электрогидравлическое;

5.Лазерное и другие способы.

Из всех этих способов к настоящему времени реализован пока только один -- термический способ бурения. При этом способе бурения разрушение горной породы происходит под воздействием на поверхность забоя скважины высокотемпературной газовой струи, выбрасываемой из термобура со сверхзвуковой скоростью.

Наряду с чисто механическими и физическими методами используются (в довольно ограниченных масштабах) также комбинированные методы воздействия на горные породы. К их числу относятся комбинации некоторых механических способов разрушения пород и соответствующих породоразрушающих органов: режуще-шарошечный, ударно-шарошечный и режуще-ударный, а также комбинации механических и физических способов разрушения, например термаударный и термошарошечный.

Производительность буровых станков.

Действующий ГОСТ устанавливает три подгруппы станков для бурения взрывных скважин на карьерах:

1.СБР - станки вращательного бурения резцовыми коронками с очисткой скважин шнеком (шнековое бурение) двух типоразмеров с номинальным диаметром бурения 160 и 200 мм;

2.СБШ - станки вращательного бурения шарошечными долотами с очисткой скважин сжатым воздухом (шарошечное бурение) пяти типоразмеров с номинальным диаметром бурения от 160 до 400 мм;

3.СБУ - станки ударно-вращательного бурения погружными пневмоударниками с очисткой скважин сжатым воздухом (пневмоударное бурение) четырех типоразмеров с номинальным диаметром бурения от 100 до 200 мм.

Преимущественное распространение на открытых горных работах в России получили станки вращательного бурения шарошечными долотами, которыми бурят около 80 % всех взрывных скважин на карьерах.

Контакты | https://new.guap.ru/i03/contacts

СПБГУАП| Институт 4 группа 4736

Тяжелые станки вращательного бурения, оснащенные шарошечными долотами, обеспечивают производительность труда в 2–5 раз выше станков ударно-канатного бурения, применяемых с советского времени. При этом появилась возможность механизировать вспомогательные операции, и тем самым улучшить условия труда бурильщиков. За рубежом буровые станки вращательного бурения выпускаются фирмами Atlas Copco, Ingersoll-Rand, Tamrock-Driltech и другими. Ими созданы станки вращательного бурения, позволяющие использовать не только шарошечные, но и режущие долота, а также пневмоударники.

В современных моделях наблюдается устойчивая тенденция гидрофикации основных приводов, что обеспечивает станку меньшую массу, возможность широкого регулирования характеристик, удобство в управлении и сравнительно несложное обслуживание, тогда как электрические приводы постоянного тока, применяющиеся на отечественных станках, достаточно тяжелы и громоздки, требуют сложных и дорогих в эксплуатации систем управления.

Наиболее прогрессивные конструктивные решения характерны для станков фирмы Atlas Copco. К ним относится гидрофикация приводов всех систем станка на основе использования единого первичного двигателя – дизеля, приводящего в действие компрессор и насосную станцию. Последняя питает главные приводы станка. Дизельные станки мобильны, маневренны и не требуют подключения к карьерной электрической сети. Гидравлика позволяет механизировать все основные операции процесса бурения. Главное, в чем российские разработки проигрывают лучшим зарубежным станкам, – низкая надежность. Впрочем, если сравнивать другие параметры – производительность, экономичность, условия работы и обслуживание, – то и здесь превосходство импортных машин тоже налицо.

Контакты | https://new.guap.ru/i03/contacts