Технологические зависимости и показатели эффективности бурения резанием, страница 10

Литологический разрез

Мощ-ность слоя, м

Характеристика пород

Коэффициент крепости, f

Объемный вес, кг3

оооооооооо

ооооооо

ооо

оооооооооо

6,0

Слоистые алевролиты, песчаники. За счет многочисленных прослоев алевролита тон всего слоя темносерый

6 - 8

2450

о    о    о   

   о    о    о

о    о    о

    о   о    о

2,0

Песчаник массивный, среднезернистый

8 - 10

2550

││││

0,5

Аргиллит черный, слабоуглистый

2- -3

2200

ооооооо

ооооооо

ооооооо

5,0

Алевропесчаник невыдержанного состава, на отдельных участках переходящий

в песчаник

6 - 8

2400

3,0

Алевролит черный слоистый, с прослоями песчаника

4 - 6

2450

о    о    о   

   о    о    о

о    о    о

    о   о    о

о    о    о   

   о    о    о

о    о    о   

   4,0

Песчаник желтосерый, массивный,

 мелкозернистый

  8 - 10

2400

││││ ││││

1,4

Аргиллит слабоожелезненный

4 - 6

2600

о    о    о   

   о    о    о

о    о    о

1,6

Песчаник неоднородный, ожелезненный

8 - 10

2550

████

0,9

Пласт Двухаршинный

3

1280

оооооо

оооооо

оооооо

3,0

Слоистый алевропесчаник

6 - 8

2400

████

0,45

Пласт-спутник Двухаршинного

3

1280

о    о    о   

   о    о    о

о    о    о

    о   о    о

о    о    о   

5,0

Песчаник неоднородный по составу, переслаивющийся с алевропесчаником, отдельные слои ожелезнены

6 - 8

8 - 10

2300

2600

││││

0,8

Аргиллит темносерый, плотный

3 - 4

2200

о    о    о   

   о    о    о

о    о    о

    о   о    о

2,0

Песчаник мелкозернистый, массивный

6 - 10

2500

II││I

1,5

Слоистый темносерый  алевролит

4 - 6

2400

Рис. 3.9. Литологическая колонка Черногорской свиты по разрезу ООО “Черногорская угольная компания”

а

б

Рис. 3.10. Гистограмма распределения мощности слоя горных пород по коэффициенту крепости в целом по Черногорскому разрезу (а) и на буримом участке (б) ООО “Черногорская угольная компания”

Таблица 3.1

Характеристика распределения мощности и крепости горных пород на Черногорском разрезе ООО “Черногорская угольная компания”

          Для пород, представленных на разрезе литологической колонки (рис. 3.9), взвешенная среднеквадратическая величина коэффициента крепости составила fср = 7,2.

Доля пород с f  > 8 составила 39,3 %.

          Бурение проводили опытным четырехдисковым (ДЗДШ-244,5-4) и трехдисковым (ДЗДШ-244,5-3) долотом. Промышленное бурение в этих сложных условиях ведется  штыревыми шарошечными долотами типа 244,5-ОКПВ.

          Экспериментальные величины проходки и скорости бурения долотом ДЗДШ-244,5-4 представлены в табл. 3.2. Скорости вращения долота  при бурении 1-ой и 2 –ой  штангами составляли 70 – 95 мин-1, а с увеличением глубины временами обороты снижались до 20 – 30 мин-1 в связи с биением (вибрацией) наклонного бурового става и проходкой   включений пород с крепостью до f = 12, которая в настоящее время считается теоретическим  пределом бурения резанием.

Показатели опытного бурения нанесены на график (рис. 3.11).  Они отличаются значительной вариацией, объясняемой существенным колебанием свойств и режимов бурения. С другой стороны значительная длина интервалов наблюдения (11,5 - 12,5 метров) давала большое усреднение, при котором наиболее важными являются экспериментальные точки в начале (N1 и N2) и конце (N7 и N8) бурения.

Для определения параметра формулы вида (3.25) на рис. 3.12 выполнено спрямление зависимости (t) по уравнению (3.29). Можно видеть, что определяющие точки 1, 2, 6, 7, 8 вполне удовлетворительно расположились на прямой линии, за исключением точек в области резкого изменения крепости прослойков породы и режима бурения. По графику (рис. 3.12) находится значение параметра  120 мин (постоянная величина времени бурения для данных условий проходки скважин).

Рис. 3.11 Аппроксимация экспериментальной зависимости проходки долота ДЗДШ-244,5-4 и скорости бурения  от времени бурения t: - экспериментальные величины проходки; + - экспериментальные величины средней скорости бурения; цифры у точек – их номера; сплошные линии – расчетные кривые по методу смещенных гипербол

Из графика находится также:

                  и   .

Следовательно, искомые формулы бурения для долота ДЗДШ-244,5-4 имеют вид:

                                         ;                                         (3.94)

                                     .                                  (3.95)

Кривые, проведенные по этим формулам, показаны на рис. 3.11. Крайняя точка интервальной скорости бурения (колонка 9, табл. 3.2), естественно, намного отличается от средней расчетной скорости, определяемой по формуле (3.95). .


Таблица 3.2

Экспериментальные и расчетные величины проходки и скорости бурения долотом  ДЗДШ-4 на станке РД-10 в условиях Черногорского разреза (июль 2004).  Глубина наклонных скважин 38 - 39 метров.

Крепость пород fср = 7,2  с включениями