Основы турбинного бурения. Буровой инструмент. Алмазные долота при турбинном бурении. Забойные двигатели

опускании инструмента двигатель работает вхолостую, а при подъеме инструмента нагрузка двигателя увеличивается до максимального значения.

Мощность, расходуемая на ударно-канатное бурение, может быть определена по формуле

N_б = 0,6QSn_y, кВт, где              Q – вес бурового снаряда с учетом веса каната, тс;

S – ход инструмента, м;

n_y  - число ударов в 1мин.

В свою очередь вес бурового снаряда определяется из выражения

Q = q₁ + q₂ + q₃ + q₄ + pL, кгс, где               q₁ – вес долота, кгс;

q₂ – вес ударной штанги, кгс;

q₃ – вес раздвижной штанги, кгс;

q₄ – вес канатного замка, кгс;

p – вес 1 м каната, кгс;

L – глубина скважины, м.      

Определение необходимого диаметра каната производится по разрывному усилию

Р_р = mQ_p, кгс, где              m – запас прочности (для инструментального и желоночного каната m = 12-13);

Q_p – нагрузка, растягивающая канат, кгс.

Нагрузка, растягивающая инструментальный канат, определяется из равенства

Q_{p, и}  = k₂Q, кгс, где              k₂ – коэффициент, учитывающий возможные прихваты инструмента и заклинивания его на забое во время долбления

(k₂ =1,2-1,3);

Q –вес бурового снаряда, кгс.

Вес 1 м инструментального каната р в этом случае определяется ориентировочно в зависимости от диаметра скважины:

Диаметр скважины, мм                            400   350   300   250   200   150

Ориентировочная масса 1 м каната, кг   1,8   1,8     1,6    1,6    1,3    1,0

Нагрузка, растягивающая желоночный канат, определяется из выражения

Q_{p, ж} = k₃ (q₁, + q₂, + p₁L),кгс,

Где              q₁ – вес желонки, кгс;

q₂ – вес бурового шлама, наполняющего желонку, кгс;

p1 – 0,6-1,0 – ориентировочный  вес 1 м желоночного каната, кгс;

L – глубина скважины, м;

k₃ – 1,5-2,0 – коэффициент, учитывающий прихваты желонки в скважине.

Производство бурения – скважин

Перед началом буровых работ разрабатывают конструкцию скважины, учитывая ее целевое назначение, проектную глубину и характер пород геологического разреза. В соответствии с целевым назначением скважины, требованиями опробования полезного ископаемого, габаритами средств откачки выбирают конечный диаметр скважины. После этого устанавливают необходимое для перекрытия тех или иных горизонтов разреза число обсадных колонн. Если геологический разрез изучен слабо, то число обсадных колонн определяют по средней величине выхода одной колонны из-под башмака другой. Для крепления малосвязных пород средний выход колонны принимают 30 — 40 м, для крепления вязких пород выход колонны может составлять около 100 м.

Зная глубину скважины L, величину среднего выхода колонны l и разницу между диаметрами смежных колонн а, определяют начальный диаметр скважины

dн = dк + aL/l

Величину а обычно принимают равной 50 мм.

В соответствии с конструкцией скважины выбирают буровое оборудование, инструмент (долота, желонки и т. п.); обсадные трубы.

На месте, выбранном для заложения скважины, расчищают выравнивают площадку, размеры которой должны быть достаточными для размещения станка и стеллажей под обсадные трубы. На площадке устанавливают станок, проверяя по уровню горизонтальность его рамы и валов.

Приемы забуривания скважины выбираются в зависимости от назначения скважины и характера пород.

При забуривании разведочной скважины в мягких породах в точке ее заложения проходится шурф размером 0,6X0,6 м и глубиной до 1 м. На дно шурфа укладывают крестовину из деревянных брусьев с отверстием для прохода направляющей трубы. В устье шурфа для центровки трубы закрепляются два параллельных бруса. Направляющую трубу с башмаком и забивной головкой устанавливают на дно шурфа и, контролируя ее вертикальность, легкими ударами забивают трубу с таким расчетом, чтобы нижний ее конец выступал над устьем не более 0,5 м. Общая длина  направляющей трубы может быть равна 2 – 3 м. После забивания направляющей трубы породу из нее удаляют желонкой с плоским клапаном. В вязких породах следует применять желонку с ножом. Для увеличения веса желонки к верхнему ее концу присоединяют короткую ударную штангу.

Производительность работы ударно-канатным способом в значительной степени зависит от правильно подобранных параметров режима бурения: веса ударного снаряда, высоты его подъема над забоем при долблении, частоты ударов и количества подливаемой в скважину воды.

Вес рабочей части снаряда, приходящейся на 1 см длины лезвия долота, называется относительным весом.

По относительному весу определяется необходимая величина