книги из ГПНТБ / Техника бурения при разработке месторождений полезных ископаемых

тируют на глубину 0,5—0,8 мм. Твердость цементированного слоя должна быть в пределах HRC 50—62.

Колокол опускают в скважину при обрыве штанг. Опустив его до места обрыва, конец штанги вводят в колокол. После этого вра­ щают колокол, навертывая его на оборванную штангу. Когда убе-

Рис, 139. Хвостовик для спуска ловильного инструмента

Рис. 140. Колокол для извлечения штанг

дятся в том, ято колокол прочно захватил штангу, буровой инстру­ мент поднимают. Если он сильно зажат, то включают молоток, ис­ пользуя его как вибратор, и производят подъем бурового снаряда

из скважины.

Если колокол спускается на штангах, то при аварийных работах можно пользоваться водой и сжатым воздухом для удаления шлама, которым «прихвачен» снаряд.

Рис. 141. Колокола для захвата долота:

а — за хвостовик; б — за корпус.

пэиз / ь г о . Я ьпиоч

Рис. 142. Метчик для аварийных работ

212

Для извлечения долот изготавливают колоколы диаметром 60 и 96 мм (рис. 141). Первый колокол применяют при подъеме долот, имеющих хвостовик, и второй — когда хвостовик обломан. В послед­ нем случае захват долота происходит за корпус.

Метчик (рис. 142) служит для подъема оборвавшегося пневмо­ ударника из скважины, а также для захвата штанги, которую не уда­ лось захватить колоколом. Метчик опускают на штангах и вверты­ вают внутрь оставленного снаряда.

Для извлечения из скважины оставшихся кусков твердого спла­ ва или других мелких предметов пользуются ловителем из твердого сплава (рис. 143) (конструкторы Д. С. Горожанкин и В. Д. Залозный). Ловитель состоит из переходника 1, воронки 2, резинового конуса 3, трубки 4, кольца 5. В забой скважины его опускают на штангах. Через штанги к забою подают сжатый воздух, который выбрасывает кусочки твердого сплава через окна в конусе в верх­ нюю часть ловителя. Для очистки забоя скважины от твердых ча­ стиц достаточно двух-трех продувок.

10. ОСНОВНЫЕ ЗАВИСИМОСТИ ПРИ БУРЕНИИ ПНЕВМОУДАРНИКАМИ

Влияние скорости вращения инструмента на производительность бурения. Многочисленные исследования влияния скорости вращения бурового снаряда на производительность бурения показывают, что наиболее рациональные скорости вращения долот для крепких пород составляют 25—50 об/мин и для слабых пород 70—90 об/мин

(рис. 144).

Причиной циклического изменения скорости бурения являются периодически повторяющиеся оптимальные условия разрушения горной породы. Эти условия создаются при определенном соотно­ шении числа ударов поршня за один оборот инструмента.

Основная зависимость определяется шириной выкола и диамет­ ром скважины. Ширина выкола, в свою очередь, определяется сило­ выми параметрами пневмоударника и свойствами пород.

Оптимальный угол поворота инструмента за один удар должен

213

при большом зазоре увеличивается объем породы, подлежащей разрушению. В обоих случаях снижается эффективность работы бурового агрегата. Рекомендуется, чтобы минимальное отношение диаметра долота к диаметру корпуса пневмоударника было равным

1,15-1,25.

Долотами увеличенного диаметра бурят скважины при забури­ вании на небольшую глубину, достаточную для обсадки разрушен­ ной части скважины.

Изменение скорости бурения

нием глубины скважины умень­ шается. Причиной этого яв­ ляется падение давления воз­

С увеличением угла наклона скважин к горизонту скорость бу­ рения падает. При бурении вертикальных скважин скорость буре­ ния на 25—35% меньше скорости бурения горизонтальных скважин. Происходит это от ухудшения условий удаления бурового шлама из забоя скважины: шлам при этом переизмельчается.

При бурении скважин, направленных вверх, скорость бурения снижается на 20—30% вследствие уменьшения осевого давления инструмента на забой.

Влияние давления сжатого воздуха в сети на скорость бурения. С увеличением давления сжатого воздуха в сети скорость бурения пневмоударниками возрастает, так же как п при бурении перфора­ торами.

Испытания, проведенные под руководством докт. техн. наук Б. В. Суднишникова в породах крепостью 16—18 пневмоударни­ ком Ml 900 при давлении воздуха от 5 до 12 кгс/см2, показывают, что зависимость v = f (Р) (рис. 145) носит линейный характер. Отсюда следует, что поддержание возможно большего давления воздуха в сети является непременным условием высокой произво­ дительности пневмоударников.

За рубежом выпускаются пневмоударники для работы при да­ влении 17 кгс/см2. Фирма «Мишн», например, сравнивала работу пневмоударника серии 250 при увеличении давления сжатого воздуха

с7 до 17,5 кгс/см2. Скорость бурения при этом возросла в два раза,

апроходка на долото в три раза.

215

Многочисленные исследования и опыт эксплуатации пневмоудар­ ников при высоком давлении сжатого воздуха показывают, что производительность пневмоударников этим путем можно увеличить

втри-четыре раза.

11.ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ МАШИН С ПНЕВМОУДАРНИКАМИ НА ПОДЗЕМНЫХ И ОТКРЫТЫХ РАЗРАБОТКАХ

Производительность бурильной машины определяется механи­ ческой скоростью бурения, затратами времени на спуско-подъемные операции, стойкостью долота, числом скважин в веере, временем, затрачиваемым на перестановку станка [134].

При бурении неглубоких скважин удельные затраты времени на установку машины велики, в результате чего сменная производи­

до 50 м. Однако известны слу­ чаи бурения скважин станками НКР100М глубиной до 80 м. Такие скважины бурят для целей эксплуатационной раз­ ведки [129].

Сменная производительность труда рабочего зависит от числа операторов, обслужива­ ющих станок в смену. Обособ­ ленный агрегат обслуживают дьа человека. При групповой работе механизмов один опера­ тор обслуживает один агрегат.

Как правило, на открытых разработках станки работают произ­ водительнее, чем на подземных. При хорошей организации коэффи­ циент использования стапка во времени достигнет 65—75% , а обычно составляет 50—60%.

Определим сменную производительность агрегата. Механическая скорость бурения пневмоударниками на заданной

vo — начальная механическая скорость бурения;

£ — коэффициент падения скорости бурения с глубиной скважины;

L— глубина скважины.

Механическая скорость бурения и сменная производительность

агрегатов НКР100М с пневмоударником М—48 показана на графи­ ках рис. 146.

216

Средняя скорость бурения до глубины L

где Тси — рабочее время смены;

Тпз — время подготовительно-заключительных операций;

В— стойкость долота на одну заточку;

217

218

Если нужно определить производительность агрегата в тоннах отбитой руды Q, то величину Рсыумножают на выход руды с 1 м сква­ жины X:

Q = P не­

производительность станков с пневмоударниками, применяемых на открытых разработках, приведена в табл. 65.

Скорости бурения станками с пневмоударниками зарубежных типов приведены в табл. 66.

12. РАСХОДНЫЕ КОЭФФИЦИЕНТЫ ПРИ БУРЕНИИ АГРЕГАТАМИ С ПОГРУЖНЫМИ ПНЕВМОУДАРНИКАМИ

Величина расходных коэффициентов зависит от крепости бури­ мых пород п руд, типа оборудования, формы долота, характеристики твердого сплава и т. д. Однако решающим фактором для экономного расходования материалов является соответствие инструмента кон­ кретным условиям эксплуатации. Например, расход твердого сплава при бурении крепких пород зависит от прочности долота. Если до­ лото недостаточно прочно, то пластинки твердого сплава будут ломаться и долото выходит из строя. В этих условиях необходимо применять пусть менее производительные, но более прочные долота или менять пневмоударник [119].

При бурении изнашивается и пневмоударник. Пневмоударники с рубашками (М1900) довольно быстро выходят из строя, в то время как безрубашечные (М48, П-1-75) работают в два-три раза дольше.

Втабл. 67 приведены основные сведения о расходе инструмента

иэнергии при бурении по данным рудников. В табл. 68 приведены коэффициенты для станка «Урал-64» при бурении скважин диаметром 155 мм пневмоударником М32К.

Т а б л и ц а 6/

21»