3.2 Выбор класса бурового долота по характеру воздействия на горную породу

Выбор производится по разработанной в ВНИИБТ диаграмме парных соответствий категорий твёрдости и абразивности классам буровых долот (диаграмма КТС), приведённой в таблице 7 [4,5]. Видно, что в левом нижнем углу диаграммы находится вероятная область применения долот режуще-скалывающего действия (лопастных). В правом нижнем углу размещена вероятная область применения долот истирающе-режущего действия (алмазных, алмазно-твёрдосплавных). Центральная часть диаграммы относится к долотам дробящее-скалывающего действия (шарошечным).

Порядок выбора шарошечных долот для каждого интервала (пачки) рассматриваемого геологического разреза следующий. Для каждого характерного интервала (пачки) вычисляются средневзвешенные по толщине интервала категории К_Т и абразивности К_А. Например, пачка состоит на 16 % из известняков 3^-й категории, на 46 % из известняков и доломитов 4^-й

Таблица 7 - Классификационная таблица соответствия типов долот

свойствам горных пород

Примечание. А - соответствует средневзвешенным значениям категорий твер-

дости и абразивности пород для интервала их одинаковой бури-

мости; r₄ меньше, чем r₁, r₂, r₃, поэтому рекомендуется

долото ТК.

категории, на 26 % из доломитов 5-й категории и на 10 % из доломитов 6-й категории твёрдости.

Абразивность пачки в цифровом выражении выглядит так: породы 4-й категории абразивности по толщине пачки составляют 20 %, породы 5-й категории 40 % и 6-й категории 40 %.

Средневзвешенные по толщине пачки категории твёрдости и абразивности составляют К_Т=4,32 и К_А=5,2. Считаем эти значения координатами КТС. Наносим значения на диаграмму, получая точку А. Выбор типа долота производится из условия минимальности расстояния от нанесённой точки А до эталонных (табличных) точек, нанесённых заранее на поле диаграммы. В нашем примере наименьшее расстояние от точки А до эталонной точки ТК, поэтому выбирается шарошечное долото типа ТК. В случае, если точка А равноудалена от двух эталонных точек, они объявляются конкурирующими вариантами типов долот. Выбор класса и типа долот по диаграмме КТС носит предварительный характер.

3.3 Уточнение выбора типа долот с использованием классификации шарошечных долот по назначению

Для окончательного выбора необходимо уточнить механические свойства горных пород геологического разреза по интервалам. Для этого уточняется группа пород интервала, категория по твёрдости и твёрдость в МПа (таблица 8, [3]). Далее по таблице 9 определяется группа долот и средние значения твёрдости, отвечающие категориям пород по твёрдости при вдавливании по штампу [2].

Таблица 8 - Классификация осадочных горных пород по твёрдости

Порода

Группа

I – Мягкие

II – Средней твёрдости

III Твёрдые

Категория

1

2

3

4

5 | 6

7

8

9

10

11

12

Твёрдость, МПа

≤ 100

100 -250

250-500

500-1000

1000-1500

1500-2000

2000-3000

3000-4000

4000-5000

5000-6000

6000-7000

> 7000

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

Глинистая

глина

С.П

СЛ.П

сланцевая глина

СЛ.П

глинистый мергель

С.П

С.П

глинистый сланец и аргиллит

СЛ.П

СЛ.П

СЛ.П

опаловый глинистый сланец

СЛ.П

СЛ.П

СЛ.П

Алевролит кварцевый

с глинистым базальным цементом

СЛ.П

СЛ.П

с глинистым поровым цементом

П

П

СЛ.П

СЛ.П

с карбонатным базальным цементом

СЛ.П

СЛ.П

с контактным цементом

П

СЛ.П

СЛ.П

Песчаник кварцевый

с глинистым базальным цементом

СЛ.П

с карбонатным или сульфатным базальным цементом

СЛ.П

СЛ.П

с контактным цементом

С.П

С.П

П

СЛ.П

СЛ.П

с регенерационным цементом

П

СЛ.П

СЛ.П

Известняк

органогенный и органогенно-обломочный

С.П

С.П

С.П

П

СЛ.П

СЛ.П

пелитоморфный

С.П

С.П

П

СЛ.П

СЛ.П

мелкозернис-тый

С.П

С.П

П

СЛ.П

СЛ.П

Доломит

пелитоморфный

С.П

С.П

П

П

СЛ.П

мелкозернис-тый

С.П

С.П

С.П

П

П

СЛ.П

среднезернис-тый

СЛ.П

Сульфатная

гипс

СЛ.П

СЛ.П

ангидрит

СЛ.П

СЛ.П

Окремнелая и кремнистая

СЛ.П

СЛ.П

СЛ.П

______________________________________________________________________________________________________ Примечание. В таблице указаны сокращения: СЛ.П – плотные и слабопористые, П – пористые, С.П – сильнопористые.

Таблица 9 - Таблица соответствия значений твёрдости в МПа

Группа горных пород	Мягкие				Средней твёрдости				Твёрдые
Категория твёрдости горных пород по Л.А.Шрейнеру	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Классификационная шкала значений твёрдости горных пород по ГОСТ 122-88-66 рш , МПа	0 - 100	100 - 250	250 - 500	500 - 1000	1000-1500	1500-2000	2000-3000	3000-4000	4000-5000	5000-6000	6000-7000	>7000
Средние значения твёрдости, отвечающие категориям рш , МПа	50	175	375	750	1250	1750	2500	3500	4500	5500	6500	7000

Окончательный выбор долота делаем по таблице 10. Для проверки правильности выбора долот необходимо собрать в процессе их отработки необходимый статистический материал и сравнить показатели на одно долото по проходке, стойкости и механической скорости бурения. Таким же образом делается окончательный выбор долот.

Таблица 10 - Классификация шарошечных долот по назначению

Малоабра- зивные породы	Твёрдость пород		категория			1- 3		3 - 5		4 - 6	5,6		6 - 8		7 - 6
			РШ, МПа			500		250-1000		500-1500	500-1500		1500-3000		2000-5000
	Рекомендуемый тип долота					М		МС		С	СТ		Т		ТК
Абра-зивные породы	Твёрдость пород	категория		1-3	3,4		4,5		6,7			7,8		8 - 10		10 - 2
		РШ, МПа		250	100-500		250-1000		1000-2000			2000-3000		3000-6000		6000-7000
	Рекомендуемый тип долота			МЗ	МСЗ		СЗ		ТЗ			ТКЗ		К		ОК

Таким образом, сделан выбор долот в зависимости от механических свойств горных пород геологического разреза. Окончательный конкретный выбор производится с учётом опыта отработки долот, практики бурения с долотами с приводом от забойных двигателей и т.д. Но выбор конкретного долота с определённой характеристикой вооружения, опоры, вида промывки не входит в объём данной курсовой работы.