Вопрос-3 (Параметры режимов бескернового бурения и особенности технологии. Характер износа и методика отработки долот)

Режим бурения лопастными долотами (пикобурами).

1. Осевая нагрузка на долото.

Обычно рекомендуется выбирать осевую нагрузку из условия Сос. =q·Dдол., где q - удельная нагрузка, приходящаяся на 1 см. диаметра долота. Для мягких пород q = 0,5 ÷ 0,7 кН / 1 см. при наличии прослоек пород 1V – V категорий q поднимают до 0,7 - 1,2 кН/1 см. Дальнейшее повышение Сос. не целесообразно, так как приводит к росту Мкр. рывкам при вращении бурового снаряда, повышенному износу долота и искривлению скважины.

2. Частота вращения.

Рекомендуется выбирать частоту вращения исходя из рациональной величины окружной скорости вращения. Для лопастных долот и пикобуров рекомендуется принимать Vокр. = 0,8 ÷1,2 до 2,0 м/сек. В зависимости от диаметра долота частота вращения при этом составит от 100 до 500 об/мин.

3. Расход очистного агента.

Бескерновое бурение в мягких породах практически всегда ведется с использованием промывочных жидкостей – глинистых, малоглинистых или полимерных. Поэтому главной задачей при бурении мягких пород становится быстрое и полное удаление разрушенной породы с забоя и из скважины. Расход промывочной жидкости становится главным параметром режима бурения, определяющим скорость углубки скважины. Расход промывочной жидкости по скорости восходящего потока в кольцевом пространстве скважины Vвп. = 0,4 ÷ 0,8 м/с. Учитывая, что расход промывочной жидкости должен быть пропорционален объему разрушаемой в единицу времени породы, предлагается использовать показатель qр «удельный расход» qр - м³ /м., т.е. расход жидкости, подаваемой на забой скважины, за время углубки скважины на 1 м.

Опытная зависимость скорости углубки от величины удельного расхода приведена на рис 31а.Так же скорость бурения существенно зависит от вязкости промывочной жидкости, чем больше вязкость, тем меньше скорость бурения. Так увеличение вязкости от 16 сек. (вода) до 30 сек, (густой вязкий глинистый раствор), приводит к снижению скорости углубки в 3 раза. Рис 31б.

	16 Vм, м/час q м3//м Т, сек. 10 20 30 т q 28
а) Рис 31	б)

Режим бурения шарошечными долотами.

1. Осевая нагрузка на долото.

Разрушение породы на забое скважины при бурении щарошечными долотами происходит за счет ударов зубьев долота по забою, а сила удара и глубина разрушения породы прямо пропорциональна величине осевой нагрузки. На рис 32 показана зависимость скорости углубки и ресурса долота (величина обратная износу) от величины осевой нагрузки

Vм Vм

Cос Сос

Рис 32.

Выбирать величину осевой нагрузки при бурении шарошечными долотами в зависимости от буримых пород и диаметра долота предлагается по выражению Сос = q · Dдол., где q - удельная величина в кН/1см. диаметра долота зависит от типа долота и буримых пород, приведена в табл. …

Тип долота	М	С	Т	К	ОК
q, кН/1см.	1,3 – 2,3	1,6 – 4,0	2,0 – 4,6	3,0 – 5,0	4,5 – 6,0

2. Частота вращения долота.

При бурении шарошечными долотами, (как и в большинстве разновидностей вращательного бурения), существует прямая зависимость скорости углубки от частоты вращения, но существует и обратная зависимость ресурса долота от частоты вращения, т.е. сростом частоты вращения выше определенного значения резко возрастает износ и опор и вооружения долота, особенно опор. (Рис 33.) Это связано с тем, что шарошка, имея диаметр в 2 – 3 раза меньше чем диаметр долота, вращается, соответственно, в 2 – 3 раза быстрее самого долота.

n

n

Рис. 33

Рекомендуется выбирать частоту вращения долота исходя из окружной скорости Vокр. = 0,8 ÷ 2,0 м/с., в среднем Vокр. = 1,0 ÷ 1,4 м/с. Для долот геологоразведочного бурения (Dдол. = 46 ÷ 151 мм.) это составляет примерно 100 – 600 об/мин. Большие значения частоты вращения допустимы в слабых и мягких породах меньшие – в твердых и абразивных породах .При бурении в трещиноватых породах рекомендуется снижать частоту вращения на 30 – 40%, в абразивных породах желательно, чтобы Vокр не превышала 1,0 м/с..