Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
Особенности технологии бурения пневмоударниками разведочных скважин
|
|
Высокопроизводительный ударно-вращательный способ бурения скважин с применением погружных пневноударных буровых машин, широко применяется не только в горнодобывающей промышленности, но и при проведении геологоразведочных работ в Украине, России, других странах СНГ.
На основании разработанных положений, методик и технологий бурения сотрудниками Тульского отделения ЦНИГРИ (Россия), созданы комплексы технических средств пневмоударного бурения разведочных скважин, включающие несколько видов породоразрушающих инструментов кольцевого и сплошного забоя, погружные пневмоударники, имеющие индексы «РП», «ПН» и «ПКР», одинарные и двойные керноприемные трубы, разъемные шламовые трубы, вспомогательное оборудование и контрольно-измерительные приборы. Освоено их серийное производство, постоянно производится модернизация.
Конструкции разведочных пневмоударников, имеющие индекс «РП» дополняются числом, означающим внешний диаметр корпуса, индекс «ПН» – числом, обозначающим диаметр породоразрушающего инструмента (долота или кольцевой коронки), индекс «ПКР» – кольцевые пневмоударники для бурения с пневмотранспортом горной породы по центральному каналу пневмоударника и бурильных труб. Техническая характеристика таких пневмоударных забойных буровых машин приведена в табл. 1.1-1.2.
Пневмоударник РП-130 состоит из воздухораспределительного клапанного устройства и ударного узла, объединенных в едином корпусе. Поршень ударного узла разделяет полость цилиндра на верхнюю и нижнюю камеры. Работа пневмоударника происходит при ударе поршня по хвостовику за счет периодического поступления сжатого воздуха в верхнюю или нижнюю камеры в зависимости от положения поршня и перекидного клапана. Перед запуском пневмоударника поршень находится в крайнем нижнем положении. Сжатый воздух, проходя через верхнюю камеру, перекидывает первое крыло перекидного клапана и через открывшийся канал проходит в нижнюю камеру. Под давлением воздуха поршень движется вверх. Давление в верхней камере повышается и в определенный момент превышает давление в сети. В результате клапан перекидывается, закрывая доступ воздуха в нижнюю камеру. Под давлением воздуха поршень движется вниз. После удара поршня по хвостовику начинается повторение цикла холостой ход – рабочий ход.
Таблица 1.1
Технические характеристики разведочных пневмоударников типа РП
| Тип пневмоударника | РП-130 | РП-111 | РП-94 |
| Диаметр, мм: породоразрушающего инструмента корпуса | 152-132 | ||
| Длина, мм | |||
| Масса, кг | |||
| Глубина бурения, м, при давлении воздуха в сети 0,6-0,7 МПа: в сухих породах в обводненных породах | 250-300 100-150 | 250-300 100-150 | 250-300 100-150 |
| Энергия единичного удара, Дж | 250-300 | 140-160 | 90-100 |
| Число ударов в 1 мин | 900-110 | 1500-1800 | 1500-1800 |
| Расход воздуха, м /мин В том числе на работу ударного узла | 10-12 6,5-7,5 | 7-9 4-4,5 | 5-6 3-3,5 |
| Номинальный перепад давления в пневмоударнике, МПа | 0,4 | 0,4 | 0,4 |
Принцип действия бесклапанных пневмоударников РП-94 и РП-111 основан на возвратно-поступательном движении поршня-ударника за счет периодического поступления сжатого воздуха через радиальные отверстия в цилиндр. Движение поршня вверх ограничивается воздушной подушкой, которая образуется за счет части воздуха, отсекаемого в верхней камере, а вниз – промежуточным хвостовиком, передающим удар через шлицевую втулку и нижний переходник на колонковую трубу. Отработанный воздух поступает в кольцевой зазор между цилиндром и корпусом, затем, проходя по отверстиям в шлицевой втулке, поступает через обратный клапан в колонковую трубу и далее на забой.
Все пневмоударники имеют автоматическую блокировку, которая останавливает работу ударного узла, не прекращая подачу воздуха на забой. Это позволяет периодически продувать скважину более интенсивно и при необходимости проводить спускоподъемные работы с одновременной подачей воздуха в скважину.
Таблица 1.2
Технические характеристики разведочных пневмоударников типа ПН
| Параметры | Марка пневмоударника | |||
| ПН-76 | ПН-93 | ПН-112 | ПН-132 | |
| Номинальный перепад давления, МПа: при давлении воздуха 0,7 МПа при давлении воздуха 2,5 МПа | 0,6 1,2 | 0,6 0,9 | 0,6 0,9 | 0,6 0,9 |
| Ударная мощность, кВт: при перепаде давления 0,6 МПа при перепаде давления 0,9 МПа | 1,8 3,4 | 2,2 3,3 | 3,0 4,4 | 5,6 8,4 |
| Частота ударов, не менее, Гц: при перепаде давления 0,6 МПа при перепаде давления 0,9 МПа | 22,5 | 18,3 19,8 | 17,6 19,5 | 17,6 19,1 |
| Полный ресурс, м, в породах: VI-VIII категории IX категории Х-ХII категории | ||||
| Масса, кг |
Пневмоударники Atlas Copco Secoroc лучше всего подходят для бурения скважин диаметром от 90 до 254 мм [65]. Скважины меньшего диаметра обычно бурятся перфораторами, а большего диаметра – станками вращательного бурения.
Погружные пневмоударники (ППУ) также могут применяться для бурения скважин под фундаменты диаметром до 750 мм с коронкой одного размера. Кластерные установки с несколькими ППУ используются для бурения скважин диаметром до 1778 мм.
Минимальный диаметр скважины, пробуренной погружным пневмоударником, равен его номинальному размеру. Ограничивающим фактором является наружный диаметр ППУ, поскольку, чем меньше диаметр скважины, тем меньше поток воздуха. Максимальный диаметр скважины при добычном бурении составляет номинальный диаметр ППУ плюс 25мм. Таким образом, максимальный диаметр скважины при бурении 102 мм ППУ равен 127-130 мм.
Таблица 1.3
Технические характеристики кольцевых пневмоударников типа ПКР
| Параметры | Марка пневмоударника | ||||||
| ПКР-76 | ПКР-90 | ПКР-110 | ПКР-130 | ПКР-150 | ПКР-190 | ПКР-245 | |
| Диаметр коронки, мм наружный внутренний | |||||||
| Расход воздуха, м3/мин | 6-8 | 6-8 | 8-10 | 16-20 | |||
| Давление воздуха, МПа | 12-18 | ||||||
| Энергия единичного удара, Дж | 100-200 | ||||||
| Частота ударов, с-1 | 17-20 | ||||||
| Типоразмер двойной бурильной колонны | ТБД-73 | ТБД-89, ТБД-73 | ТБД-108, ТБД-89 | ТБД-127, ТБД-89 | ТБД-127 | ТБД-127 | ТБД-127 |
Правильный выбор погружного пневмоударника существенно зависит от диаметра скважины и типа горной породы. В идеальном случае, размер ППУ должен максимально соответствовать требуемому диаметру скважины, но с обеспечением достаточного пространства для удаления бурового шлама из скважины.
Пневмоударники Secoroc предназначены для бурения в горных породах различных по твердости. Когда основным критерием является производительность, то для бурения взрывных скважин рекомендуются пневмоударники Secoroc СОР, а для бурения глубоких скважин – пневмоударники Secoroc TD. Пневмоударники DHD (табл. 1.5) характеризуются высокой производительностью и приспосабливаемостью к разным требованиям к подаче воздуха благодаря системе Air Select.
Пневмоударники HD оснащены надежным поводковым патроном, втулкой и верхним переходником со вставками из карбида вольфрама для защиты от износа в агрессивных и абразивных условиях. Они также защищают верхний переходник от чрезмерного износа при его подъеме из скважины с вращением через обломки породы.
Таблица 1.4
Технические данные пневмоударных машин
| Показатели | Марки пневмоударников | ||||||
| П-1-75 | П-105 | А-106 | РП-111 | П-125 | ДНД-275 | РП-130 | |
| Глубина бурения, м | 5-100 | 50-150 | 50-150 | 100-400 | |||
| Dскв, мм | |||||||
| A, кг∙м | 6,7 | 9,5 | |||||
| N, удар/мин | |||||||
| M, кг | 3,1 | 3,0 | - | 6,4 | 5,6 | - | 8,4 |
| Vуд, м/с | 7,0 | 8,0 | - | 6,9 | 7,3 | - | 8,1 |
| W, л/с | 2,92 | 3,3 | 2,44 | 4,36 | 4,2 | 4,45 | 6,65 |
| Vуд, м3/мин.∙л.с. | 1,54 | 1,72 | 1,74 | 1,03 | 1,67 | 1,73 | 1,05 |
| Aуд, кгс/м/см | 0,43 | 0,61 | 0,66 | 0,82/1,56 | 0,8 | 1,1 | 1,52/2,08 |
| Qуд, л.с./см | 0,19 | 0,22 | 0,16 | 0,25 | 0,22 | 0,25 | 0,34 |
Бурение разведочных скважин пневмоударниками осложняется противодавлением на выхлопе, обусловленным следующими факторами:
Ø водопроявлениями в скважине, в том числе со значительными водопритоками;
Ø повышением аэродинамических сопротивлений движению потока очистного агента в колонковой трубе по мере заполнения ее керном, особенно в интенсивно трещиноватых породах;
Ø повышением сопротивлений движению потока очистного агента в результате зашламования колонковой трубы, коронки и образования сальников на стенках скважины.
Таблица 1.5
Пневмоударники Atlas Copco Secoroc серия DHD
| Описание | DHD 3,5 STD | DHD 4 STD | DHD 5 STD | DHD 6 STD | DHD 6,5 QM | DHD 8 STD | DHD 8 W | DHD 12 STD |
| Резьбовое соединение | API 2 3/8 | API 2 3/8 | API 2 1/2 | API 2 1/2 | API 2 1/2 | API 4 1/2 | API 4 1/2 | API 6 5/8 |
| Наружный диаметр, мм | ||||||||
| Рекомендуемый диаметр скважины, мм | 88-105 | 105-127 | 130-152 | 152-191 | 165-191 | 200-270 | 200-270 | 302-470 |
| Исполнение хвостовика | DHD-2.5 | DHD-340 | DHD-350 | DHD-360 | DHD-360 | DHD-380 | DHD-380 | DHD-120 |
| Рабочее давление, бар | 6-25 | 6-25 | 6-25 | 6-25 | 6-25 | 6-25 | 6-25 | 6-17 |
| Длина, мм | ||||||||
| Масса, кг |
Условия применения погружных пневмоударников с целью бурения геологоразведочных скважин имеют следующие отличительные особенности: глубина бурения в несколько раз больше чем при бурении взрывных скважин; наличие в скважине столба жидкости со шламом; необходимость получения керна; передача ударных нагрузок через относительно тяжелый и длинный элемент (колонковую трубу). Все это обусловило дополнительные требования к конструкциям пневмоударников и породоразрушающего инструмента, которые могли бы быть применимы для бурения геологоразведочных скважин.
Date: 2016-05-23; view: 3432; Нарушение авторских прав