Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Технологические процессы бурения скважин ударно-канатным способом

11.05.2019


Основным технологическим процессом при сооружении скважин, как известно, является собственно бурение, заключающееся в разрушении породы на забое, удалении продуктов разрушения и закреплении стенок скважин.

Бурят скважины с помощью ударного бурового снаряда, подвешенного на канате, поднимаемого и сбрасываемого на забой с помощью ударного устройства — оттяжной рамы и шатунно-кривошипного механизма (рис. 24.1). Этот процесс, получивший название долбление, характеризуется определенными режимными параметрами, основными из которых являются сила удара и частота (периодичность) нанесения ударов.

Глубина внедрения долота h, как известно из теории ударного способа разрушения породы, определяется выражением
Технологические процессы бурения скважин ударно-канатным способом

где Р — сила удара; D — диаметр скважины; о — сопротивление породы разрушению; а — угол приострения долота; f — коэффициент трения лезвия долота о породу; k1 — коэффициент, учитывающий влияние длины и формы лезвия долота (для плоского долота k1 = 1,0; для долот с более сложной конфигурацией лезвия k1 = 0,7-0,75); k2 — коэффициент, учитывающий степень притупления лезвия долота (k2 = 0,6-0,7).

Как видно отсюда, глубина внедрения долота прямо пропорциональна силе удара и обратно пропорциональна диаметру долота, прочности породы, а также зависит от формы лезвия долота, угла его приострения, степени износа и коэффициента трения.

Задавшись определенными значениями величин, входящих в выражение (23.4), можно найти величину силы удара Р, обеспечивающую определенный эффект разрушения породы, по формуле

Сила удара, наносимого долотом при падении снаряда на забой, зависит от кинетической энергии, развиваемой падающим снарядом,

где т — масса бурового снаряда, кг; v — скорость падения снаряда в момент соударения с забоем, м/с.

Или заменяя массу m весом бурового снаряда Qб.с, исходя из зависимости Qб.с = mg, получим

где g — ускорение силы тяжести (g = 9,8 м/с2).

Конечная скорость свободного падения бурового снаряда зависит, в свою очередь, от высоты его падения S и ускорения падающего снаряда j в скважинных условиях (в жидкости) при начальном значении v0 = 0:

Величина ускорения зависит от прямолинейности ствола и состояния его стенок, а также от плотности зашламованной жидкости в призабойной части. При бурении в мягких породах глинистого состава ускорение j практически может снижаться до 3,5—5 м/с2, а в крепких — до 6—6,5 м/с2.

Подставив в выражение (23.7) значение v, получим

Отсюда следует, что энергия или сила удара, а следовательно, и эффективность бурения, тем выше, чем больше вес снаряда, высота его сбрасывания S и величина ускорения j, которая зависит от степени зашламования (плотности) жидкости в призабойной части скважины или шламового режима.

Кроме того, эффективность разрушения породы при ударном способе бурения существенно зависит от частоты (периодичности) нанесения ударов n и числа ударов m, которое необходимо нанести по забою для разрушения породы по всей его площади на глубину внедрения лезвия долота h, от чего будет зависеть энергоемкость процесса и скорость бурения.

Наконец, существенное значение для процесса ударного бурения имеет динамика движения бурового снаряда, которая зависит от работы ударного (долбежного) механизма станка и величины подвески (навески) долота над забоем l.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: