Оценка технико-экономической эффективности бурового долота, страница 7

Сравнивая структурные схемы, представленные на рис. 5.2 и 5.3, необходимо отметить, что факторы, влияющие на работу станка, носят качественно иной характер, чем в подсистеме «буровой инструмент – горная порода», и их можно подразделить на организационные - T_см, ; технологические – L_скв, d; стоимостные – А, С_ст; конструктивно-технические – t_в, Н; режимные  - P,Q, . Физико-механические свойства горных пород массива влияют на работу бурового станка опосредованно (через буровой инструмент),  определяя уровень скорости бурения  V_б и проходку на долото L_{d .}

             В подсистеме БС происходит преобразование входных параметров V_б и L_d в более общие технико-экономические показатели – производительность бурового станка П_с и удельные затраты на бурение 1 м скважины S, которые (в пределах карьера) принимаются в качестве основных критериев оценки эффективности всей технологической системы бурения взрывных скважин на экскаваторных блоках.

             На величину показателей П_с и S  влияет в той или иной степени множество факторов, показанных на структурных схемах (рис. 5.1 и 5.2), полностью учесть которые аналитическими формулами в настоящее время не представляется возможным.

             В самом общем виде указанные критерии эффективности для известных постоянных условий можно выразить выражаются приближенными формулами:

                                                   ,                                          (5.36)

                                            ,                                        (5.37)

где S – удельные затраты на бурение, руб/м; А – стоимость машиносмены бурового станка (без затрат на долота), руб; П – сменная производительность бурового станка, м; С – стоимость долота, руб;  – стойкость долота, м; Т – продолжительность смены, мин; V – средняя механическая скорость бурения, м/мин; t_в – удельные затраты времени на вспомогательные машинные операции при бурении, мин/м; - коэффициент эффективного использования станка в течение смены.

             Параметры  и  в какой-то мере могут отражать уровень надежности бурового станка и долота, а параметр t_в – уровень совершенства буровой машины.

             Из формул (5.36) и (5.37) следует, что показатели П и S  связаны между собой. Критерий S является наиболее представительным, объективным  и общим показателем, который отражает как техническую, так и экономическую стороны процесса бурения. Он более емкий по составу учитываемых факторов, чем производительность, и  соизмеряет производственные затраты и результаты, но, конечно, в пределах технологического процесса буровых работ. S-критерий отражает также энергетическую сторону процесса бурения: оптимальные значения S и удельной энергоемкости разрушения горных пород Е_р близки между собой.

             Еще одно обстоятельство выступает в пользу S – критерия, как основного. Эффективность работы долота зависит не только от его соответствия свойствам буримых пород, но и в большей степени от рационального сочетания режимных параметров Р, Q и , оптимальный уровень которых однозначно определяется по экстремуму S – критерия в допустимых пределах изменения режима бурения. Критерий П также может иметь экстремум, но, как правило, за пределами возможных значений Р и .

             Выше было показано, что математически S – критерий в самом общем виде выражается функцией (5.36), которую можно рассматривать как экономико-математическую модель технологического процесса бурения в свернутом виде.

             В области бурения глубоких скважин экономические критерии также считаются наиболее надежными.

             Стоимость метра проходки S ($/м) в работах зарубежных и отечественных специалистов глубокого бурения чаще определяется по формуле (в принятых обозначениях):

                                                                         (5.38)

где С – стоимость долота, $; α – стоимость эксплуатации буровой установки, $/ч; Т_м – время механического бурения, ч; Т_в – время спуско-подъемных операций, ч; - проходка на долото.

             Уравнение (5.38) можно представить в виде:

                                                                                     (5.39)

где V_р – рейсовая скорость бурения.

             Ввиду большого влияния фактора глубины скважины и особенностей спуско-подъемных операций по замене долот рейсовая скорость в глубоком бурении имеет большие значения. Ее выражают формулой:

                                            ,                               (5.40)

где (t) – текущее значение проходки в рейсе, м; Т_в – время, необходимое на один спуск и подъем долота из скважины,  замену долота; t – текущее время бурения.

             Таким образом, уравнение (5.38) «привязано» к одному рейсу долота до его износа, а уравнение (5.36) относится к продолжительности смены, так как показатель П_с принят на карьерах в качестве одного из основных при оценке эффективности бурения. В формуле (5.37) коэффициент  в какой-то мере отражает надежность и организацию работы  станка. С этой стороны уравнение (5.37) более информативно. С другой стороны уравнение (5.39) в большей степени отражает результаты работы долота.                                                          А.И. Спивак и А.Н. Попов для глубокого бурения считают наиболее общим интегральным показателем работы долота – себестоимость 1м проходки. Однако, из-за сложности определения этого показателя рекомендуют использовать  используется показатель стоимости 1 м проходки по затратам, зависящим от времени, и рассчитываемый по формуле:

                            ,                            (5.41)

где С_у – стоимость эксплуатации бурового станка в течение 1 часа; Т_СП – время на спуск и подъем инструмента для смены долота; Т_в – время на вспомогательные операции, отнесенные к рейсу; Н – проходка на долото.