Технологические зависимости и показатели эффективности бурения резанием, страница 10

Литологический разрез				Мощ-ность слоя, м	Характеристика пород	Коэффициент крепости, f	Объемный вес, кг/м3
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
I│I││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 f_ср = 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 f_ср = 7,2  с включениями