Колонковое бурение твердосплавным породоразрушающим инструментом - Буровые установки

Твердыми сплавами бурят осадочные, а также некоторые метаморфические и изверженные породы, относящиеся к I-VIкатегориям по буримости. Кроме того, твердосплавными коронками бурят бескварцевые породы VIII-IXкатегорий.

При бурении с промывкой водой или глинистым раствором основными факторами технологического режима бурения твердосплавным породоразрушающим инструментом являются: Осевая нагрузка, частота вращения инструмента, количество подаваемой на забой промывочной жидкости, величина рейса.

Подача промывочной жидкости определяется в зависимости из скорости восходящего потока V = 0,25 - 0,6 м/с и диаметра скважины. Чем выше скорость бурения, тем больше скорость восходящего потока. В трещиноватых и абразивных породах необходимо уменьшать частоту вращения твердосплавной коронки и осевую нагрузку.

Максимальное значение осевой нагрузки определяется характером пород и прочностными качествами применяемого инструмента. Осевая нагрузка с увеличением твердости пород должна увеличиваться. При бурении трещиноватых пород осевую нагрузку рекомендуется снижать по сравнению с указанными в таблицах на 30 - 50%. При использовании УБТ осевую нагрузку можно доводить до 18 - 20 кН.

При выборе частоты вращения инструмента во всех случаях следует стремиться к возможно большему значению этого параметра. С увеличением осевой нагрузки частота вращения снаряда должна снижаться. Повышенные требования к качеству отбираемого керна также обусловливают необходимость снижения частоты вращения снаряда.

Количество, подаваемой в скважину жидкости должно быть достаточным для эффективного выноса продуктов разрушения с забоя. Практически при бурении с промывкой расход жидкости следует определять из расчета 10 - 20 л/мин на 1 см диаметра коронки или, исходя из скорости восходящего потока, не менее 0,5 м/сек. Чем больше плотность применяемого глинистого раствора, тем расход его может быть меньше.

При бурении инженерно-геологических скважин используют как техническую воду, так и глинистый раствор. Рыхлые и мягкие породы на изысканиях бурить с промывкой не рекомендуется. Если промывка все же используется, количество подаваемой в скважину жидкости должно быть минимальным. Целесообразно также использовать двойные колонковые трубы. Заклинивание керна следует производить только затиркой всухую.

Величина рейса при бурении твердосплавным инструментом на изысканиях не должна превышать: в мягких и рыхлых породах - 0,5 - 1 м, в скальных породах - 0,8 - 2 м.

При бурении песчаных, глинистых, полускальных и мерзлых пород (I - VI категории) С очисткой забоя сжатым воздухом Следует использовать ребристые твердосплавные коронки, обеспечивающие свободный выход воздуха из-под торца (рис.20).

Диаметр бурильных труб следует брать таким, чтобы отношение площадей сечений кольцевого пространства скважины и канала в бурильных трубах приближалось к единице. Необходимо избегать ступенчатого ствола скважины, так как в местах его расширения уменьшается скорость восходящего потока и накапливается шлам. Скорость восходящего потока воздуха в кольцевом зазоре между стенками скважины и колонной штанг должна быть в пределах 8 - 12 м/сек. Осевая нагрузка на породоразрушающий инструмент примерно та же, что и при бурении с промывкой. Частоту вращения снаряда поддерживают в пределах 120 - 280 об/мин.

Для бурения скважин с продувкой необходимо применять передвижные компрессоры с подачей воздуха до 10 м3/ мин и давлением до 0,8 - 1 МПа.

Колонковое бурение всухую достаточно широко распространено на изысканиях. Обычно оно ведется укороченными рейсами (длина рейса не превышает 0,8 - 1,5 м). Параметры режима бурения устанавливают следующие: частота вращения инструмента 80 - 150 об/мин, осевая нагрузка на забой 3 - 6 кН.

Заклинивание керна производят путем затирки, для чего необходимо последние 0,05 - 0,1 м рейса пройти сповышенной осевой нагрузкой на забой. Бурение всухую целесообразно использовать только при проходке обводненных грунтов I - III категорий по буримости. Механическая скорость колонкового бурения всухую в зависимости от грунтов колеблется от 0,05 до 0,5 м/мин; производительность обычно не превышает 20 м/смену. Для получения качественного керна величину рейса следует устанавливать в пределах 0,5 - 0,7 м. В слабых грунтах бурить обуривающими грунтоносами. При бурении плотных слабообводненных глинистых грунтов в скважину допускается подливать небольшое количество воды.

Для сокращения затрат времени на извлечение керна при бурении всухую в песчано-глинистых породах и повышения качества керна используется метод выдавливания с помощью сжатого воздуха. Во фрезерном переходнике колонковой трубы сверлится отверстие и нарезается резьба под штуцер. Подача воздуха осуществляется по шлангу.

Похожие статьи




Колонковое бурение твердосплавным породоразрушающим инструментом - Буровые установки

Предыдущая | Следующая