5.2. Принципи проектування режимів буріння

Швидкісні режими буріння. Порядок проектування при цьому такий:

Рис.5.3. Графіки залежності трівалості Т роботи доліт від осьового навантаження для порід з різною твердістю:

1. Для вибраних типів доліт за формулою (5.1) визначають мінімальне осьове наванта­ження, яке забезпечує об'ємне руйнування по­роди.

2. Знаючи навантаження , знаходять необхідний крутний момент М_д на долоті:

М_Л = М₀ +

де М₀ - момент, який затрачується на холосте обертання долота, кг- м, М₀ = 5...25 кг-м; механічний ККД долота, = 0,95...0,98; М_п - питомий момент,кг-м/т, М_п=-8...15кг-м/т.

3. Для вибраного типу турбобура визнача­ють необхідну продуктивність бурових насосів і перепад тиску в турбобурі Р_т ;

162

(5.2)

де , і — робочі характеристики турбобура.

4. Знаючи параметри , розраховують гідравлічні втрати в циркуляційній сис­темі Рц.

5. Визначають загальну гідравлічну потужність насосів _ швидкість витікання ГІР з насадок долота і швидкість висхідного потоку рідини в затрубному просторі :

;

де d — діаметр насадки; D — діаметр долота; — зовнішній діаметр бурильних труб.

6. Для роторного буріння і електробуріння необхідну продуктивність насосів визнача­ють, виходячи з мінімально допустимих швидкостей і , які забезпечують ефективну ро­боту долота і задовільну очистку вибою від вибуреної породи. Швидкість доцільно брати в межах 60—80м/с [6].

Раціональні режими буріння. Порядок проектування раціональних режимів такий:

1. Для кожного діаметра долота задаються декількома значеннями продуктивності на­сосів Q, визначають гідравлічні витрати р_г швидкості висхідного потоку і витікання рідини з насадок долота.

2. Знаючи параметри і ., визначають гідравлічну потужність і зіставляють її з за­даною потужністю бурових насосів . Якщо , то продуктивність насосів треба знизити.

3. Знаходять крутний момент з формули (5.2):

М =

4. З формули (5.1) визначають осьове навантаження на долото і порівнюють його з допустимим навантаженням . Якщо , то зменшують продуктивність Q і проводять повторні розрахунки.

Для роторного способу буріння розрахунки раціонального режиму спрощуються завдя­ки відсутності вибійних двигунів. При проектуванні режимів буріння з відбором керну пара­метри зменшуються на 30—40 % порівняно з аналогічними параметрами для буріння суцільним вибоєм.

Для контролю за осьовим навантаженням на долото в процесі буріння вико-ристовуются індикатори ваги типу ГШ-6. Інші параметри буріння реєструються за допомогою пультів контролю типу ПКБ-3. Робота опор шарошкових доліт контролюється за допомогою ротор­них моментомірів. Середній момент на роторі при заклинюванні одної або двох шарошок в 1,2—1,4 рази більший, ніж при нормальному бурінні. Зростання моменту в 1,5—1,6 раза свідчить про заклинювання всіх трьох шарошок. Перед підйомом інструмента визначають момент на холосте кручення, щоб виявити, чи не впливають на крутний момент обвали і осипання порід. При роботі в абразивних породах момент підйому для заміни інструмента визначається за зниженням механічної швидкості буріння.