метод указания. Российский государственный геологоразведочный университет имени серго орджоникидзе
 Скачать 1.63 Mb.
|
2.Выбор параметров режима буренияПод параметрами режима вращательного бурения с промывкой (продувкой) подразумевают осевую нагрузку на породоразрушающий инструмент, частоту его вращения и расход очистного агента. Изменяя указанные параметры, можно добиться повышения технико-экономических показателей бурения. Параметры режима бурения рассчитываются в зависимости от типа бурения (алмазного, твердосплавного, бескернового) и устанавливаются согласно технической характеристике бурового станка и насоса. Выбранную частоту вращения бурового инструмента проверяют расчетным путем исходя из возможностей станка и установочной мощности привода. 2.1. Твердосплавное бурение Осевая нагрузка. Механическая скорость твердосплавного бурения в зависимости от осевой нагрузки на коронку изменяется. Для каждой породы максимальная механическая скорость соответствует различным значениям осевой нагрузки. Осевая нагрузка для твердосплавных коронок определяется по следующей формуле:
где: С ОС Р ·− удельная нагрузка на 1 резец (режущую вставку); m − число основных резцов (режущих вставок). Рекомендуемые значения удельной осевой нагрузки в Н на 1 резец или режущую вставку для твердосплавных коронок приведены в табл. 23. Таблица 23 Рекомендуемые значения удельной осевой нагрузки в Н на 1 резец или режущую вставку для твердосплавных коронок
Количество резцов для различных типов твердосплавных коронок приведено в табл. 24. Таблица 24 Техническая характеристика твердосплавных коронок
При бурении в трещиноватых и абразивных породах рекомендуемые значения уменьшаются на 30%. Частота вращения. Частота вращения бурового снаряда определяется по формуле:
где: V − рекомендуемая окружаемая скорость коронки,  м/с;D − наружный диаметр коронки, м. В конкретных условиях бурения частоту вращения необходимо уточнять. Так, в трещиноватых породах частота должна быть уменьшена (на 30%) во избежание сколов и поломок твердосплавных резцов. Частоту вращения следует снижать также при бурении абразивных пород на 40 − 50% во избежание повышенного износа резцов. В мягких породах (II − IV категории по буримости) частота вращения может быть повышена при выборе величины окружной скорости V = 1,5 − 2,0 м/с. Расход промывочной жидкости. Расход промывочной жидкости определяют по формуле:
где: k − расход промывочной жидкости на 1 см диаметра коронки, л/(минсм); D – внешний диаметр коронки, см. Расход промывочной жидкости на 1 см диаметра коронки (k) л/(мин см) определяется из табл. 25. Таблица 25
2.2. Алмазное бурение Осевая нагрузка Осевую нагрузку определяют исходя из удельной нагрузки на 1см2 площади торца коронки по следующей формуле:
где: Суд – нагрузка на 1 см2 площади торца коронки, Н/см2 ; F – площадь торца коронки, см2. В зависимости от физико-механических свойств горных пород величина удельной осевой нагрузки при бурении монолитных и слаботрещиноватых пород может быть принята следующей: (табл.26). Таблица 26
При бурении трещиноватых пород осевую нагрузку понижают на 30-50% по сравнению с нагрузкой для монолитных пород. Некоторые технические данные серийно выпускаемых алмазных коронок приведены в табл. 27. Таблица 27
Частота вращения Частоту вращения бурового снаряда при алмазном бурении определяют по той же формуле что и для твердосплавного бурения, при этом, значения окружных скоростей для импрегнированных коронок принимают 2–4 м/с, для однослойных 1–2 м/с. Частота вращения должна быть снижена при бурении трещиноватых горных пород на 20–40% по сравнению с монолитными породами. Расход промывочной жидкости Расход промывочной жидкости (л/мин) определяется выражением.
где: F3 – площадь проекции забоя скважины на площадь нормальную ее оси, см2; K 0 – коэффициент очистки забоя, характеризующий необходимый расход жидкости, приходящийся на площадь F3, равную 1 см2 за 1 мин, л/(мин см2). Для алмазного бурения, рекомендуется принимать его значения K 0 = 1,2 – 2,4 л/(мин см2)
где: dк –диаметр керна, см Dc – диаметр скважины, см. 2.3. Бескерновое бурение Осевая нагрузка. Осевая нагрузка на долото определяется в зависимости от удельной нагрузки по формуле:
где: C уд – нагрузка на 1 см диаметра долота, Н/см; D–диаметр долота, см. Величина удельной нагрузки выбирается в зависимости от типа долота и категории пород по буримости. Данные приведены в таблице 12. Минимальные осевые нагрузки применяются при бурении менее крепких пород, максимальные при бурении более крепких. При бурении трещиноватых пород рекомендуется снижать осевую нагрузку на долото на 30-40% от расчетного значения (табл.28). Таблица 28 Удельная нагрузка на долото, кН/см
Частота вращения Частота вращения при бескерновом бурении рассчитывается по формуле (14). При бурении сильнотрещиноватых пород рекомендуется использовать минимальные частоты вращения. Величины окружной скорости вращения (м/с) приведены в табл. 29. Таблица 29
Расход промывочной жидкости Расход промывочной жидкости зависит от скорости восходящего потока VВ. Чем выше вязкость и структурные свойства промывочной жидкости, тем выше транспортирующая способность жидкости и меньше её необходимая скорость VВ. Для повышения вязкости и структурных свойств могут использоваться глины или полимерные добавки (гипан, гидролизованный полиакриламид и их аналоги). Расход промывочной жидкости определяется для потока наибольшей площади поперечного сечения в зависимости от скорости восходящего потока в кольцевом зазоре по формуле:
где: DC – диаметр скважины (или внутренний диаметр обсадной колонны dок), дм; DБТ – наружный диаметр бурильных труб, дм; VВ – скорость восходящего потока, дм/мин. При разбуривании неустойчивых пород для установки направляющей трубы и кондуктора при промывке скважины вязкими растворами можно принять скорость восходящего потока 60 – 180 дм/мин (или менее). Скорость восходящего потока промывочной жидкости в основной части ствола скважины при бурении обычными (одинарными, неспециализированными) буровыми снарядами и инструментом в породах VIII-ХII категории должна быть 240 – 360 дм/мин, при бурении в породах I – VII категории по буримости 360 – 480 дм/мин; при использовании ССК 300 – 600 дм/мин. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
, мин -1;
(Dc2– dк2 ), см2;
, л/мин;