Сверхтвердый композиционный материал «Славутич»

 

«Славутич» разработан Институтом сверхтвердых материалов (ИСМ) Академии наук Украины. Он включает в качестве основных частей карбид вольфрама и синтетические алмазы в виде зерен размером от 0,2 до 1 мм и изготавливается методами порошковой металлургии. Алмазные зерна равномерно распределены в объеме материала. Содержание алмазных зерен в композиции и их фракционный состав меняются в зависимости от назначения.

Элементы вооружения готовятся в виде зубков со стальным корпусом и рабочей головкой из материала «Славутич». Головка может иметь клиновую или сферическую рабочую поверхность. Для армирования калибрующих поверхностей породоразрушающих инструментов готовятся цилиндрические зубки (вставки) с плоскими основаниями.

 

Параметры режима и показатели работы долот

 

Параметры режима работы долот

 

Режим работы долот при вращательном бурении принято задавать следующими параметрами:

1) осевой нагрузкой на долото G, кН;

2) частотой вращения долота п _д, об/мин;

3) количеством промывочной жидкости или воздуха, подаваемых на забой для выноса шлама и охлаждения инструмента, Q, м³/с.

Осевой нагрузкой создается необходимое для разрушения горнойпороды напряженное состояние под элементами вооружения породоразрушающих инструментов и осуществляется отбор энергии от вращающегося инструмента для обеспечения последовательного разрушения породы по всему забою. Величина осевой нагрузки равна

 

G = g i D,

(5.1)

 

где gi — интенсивность осевой нагрузки в кН на один мм диаметра D долота. Значения gi для шарошечных инструментов составляют от 0,5 до 1,5 кН/мм, причем меньшим диаметрам долота соответствует нижний пре-дел, а большим – верхний предел. Ю. В. Вадецким для проектировочных расчетов рекомендованы значения g_i, приведенные в таблице 5.6.

 

	Таблица 5.4
Интенсивность нагрузки на долото
Твердость горных пород, группы	Интенсивность нагрузки
(категории)	g i,кН/мм
Мягкие (1–3)	0,6
Средней твердости (4–5)	0,7
Твердые и крепкие (6 и более)	1,0

 

Из таблицы 5.4 видно, что при выборе gi следует учитывать не только диаметр долота, но и твердость горной породы. Ниже будет показано, что величины gi для разных подгрупп долот также могут существенно отличаться.

По частоте вращения различают три режима работы:

1) низкооборотное (роторное) бурение – n_д < 110 об/мин;

2) при средних частотах вращения, в пределах которых выделяют два диапазона: 110 < n_д < 300 об/мин; 300 < n_д < 450 об/мин. Эти диапазоны реализуются при вращении долот объемными забойными двигателями, редукторными турбобурами и электробурами;

3) высокооборотное бурение – n_д > 450 об/мин. Реализуется при бурении с безредукторными турбобурами и электробурами.

Промывка или продувка скважины являются обязательными технологическими процессами и должны обеспечивать полное и своевременное удаление шлама с забоя и из скважины, смазывание и охлаждение инструментов, а также обеспечивать работу гидравлических забойных двигателей. Расход промывочной жидкости предварительно подбирается из этих трех условий:

1) из условия очистки забоя от шлама определяется расход Q₁:

 

	Q 1 = q уд S з,	(5.2)
где q уд	– удельный расход бурового раствора, м3/с⋅м2	или м/с; S з —
площадь забоя скважины
	S з = 0,785D 2,	(5.3)

 

где D – диаметр долота. Величину q уд рекомендуется брать в преде-

лах 0,57…0,65 м/с;

2) из условия подъема шлама в кольцевом зазоре между бурильными трубами и стенкой скважины определяется расход Q ₂:

 

Q 2 = uS к,

(5.4)

 

где u – необходимая скорость восходящего потока жидкости,м/с; S_к — площадь кольцевого зазора

 

S к = 0,785(D 2 – d 2),

(5.5)

 

 

где d — диаметр бурильной трубы.В зависимости от условий и способа бурения величина u выбирается в пределах от 0,2 до 0,7 м/с.

3) из условия обеспечения работы гидравлического забойного двигателя определяется расход Q₃.

 

Из трех полученных расходов принимается наибольший расход.

 

Показатели работы долот

 

Проходка на долото –показатель производительности долота.Проходка равна длине ствола скважины, пробуренной долотом до его полного износа. Этот показатель обозначается Н и измеряется в метрах.

Стойкость или долговечность долота,характеризующаяся временеммеханического бурения долотом до его полного износа (до отказа), обозначается буквой Т и измеряется в часах. Показатели Н и Т первичные, по ним определяют другие, более сложные показатели.

Механическая скорость проходки (бурения)равна отношению

 

Н	= v м,	(5.6)
Т

 

измеряется в м/ч и характеризует среднюю скорость разрушения горной породы (углубления скважины) долотом за время механического бурения.

Рейсовая скорость бурения –характеристика общего темпа углубленияскважины долотом за время Т_р рейса, которое рассчитывается по формуле

Т р = Т + Т сп + Т в ,

(5.7)

 

где Тсп – время на спуск и подъем инструмента для смены долота; Тв – время на вспомогательные работы, отнесенные к рейсу. Соответст-венно, рейсовая скорость v_p равна

 

                                          v_p = , м/ч,                          (5.8)

 

Стоимость одного метра проходки.Наиболее общим интегральнымпоказателем работы долота является себестоимость одного метра проход-
ки. Однако из-за сложности расчета этот показатель пока не нашел широ-
кого применения. Взамен используется показатель стоимости одного
метра проходки по затратам, зависящим от времени. Этот показатель рассчитывается по формуле

 

              с = ,                   (5.9)

 

где су – стоимость эксплуатации буровой установки в течение1ч; с_д –стоимость долота.

 

---

Дата добавления: 2019-02-22; просмотров: 1124; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!