5 курс / Рязан / 28-36

28. Состав бурового снаряда при проходке стволов установками Wirth. Конструктивное исполнение элементов. Типы шарошек по области применения.

Состав:

1. Ведущая труба (в виде квадрата);

2. БТ с фланцевым соединением, наружный диаметр 355 мм, внутр- 330мм, диаметр по фланцу 590 мм. Длина 4,5-9м (L-35), 6-12 м (L-35М, МР, 40).

Для соединения используют пневматические гайковерты. Для подачи воздуха от компрессора по наружной поверхности располагаются 2 воздухоподающие трубки, которые заканчиваются смесителем.

3. Переводник на компоновку низа;

4. Компановка низа:

• Стабилизаторы – для центрирования компоновки. Устанавливают вверху и внизу. По типу- роликовые и салазочные.

• Грузы-утяжелители – для придания веса компоновки низа.

• Бур. Сварная конструкция. Диаметры - 2600, 3200, 3950, 4616, 5300, 5600.

Рабочая поверхность бура армирована шарошками от 17 шт ø 3600 мм до 36 шт ø 4616 мм.

Шарошки располагаются в посадочных местах, которые пронумерованы.

Вооружение шарошек – зубчатое (профрезерованые зубья).

В крепких и твердых абразивных породах – штыревое.

Ресурс рабочей шарошки за 1 рейс - 100 часов.

После подъема венцы и зубья восстанавливаются до 3-5 раз, вал меняют на новый.

Рабочая поверхность может быть плоской (лучше держит вертикальность), конической или с обратным конусом ( в вязких породах) и W-образной( в твердых и крепких породах).

29. Требования к компоновке низа бурового снаряда в установках Wirth. Влияние формы торца бура на эффективность проходки. Оснащение бура шарошками.

Состав:

1. Стабилизаторы – для центрирования компоновки. Устанавливают вверху и внизу. По типу- роликовые и салазочные.

2. Грузы-утяжелители – для придания веса компоновки низа.

3. Бур. Сварная конструкция. Диаметры - 2600, 3200, 3950, 4616, 5300, 5600.

Рабочая поверхность бура армирована шарошками от 17 шт ø 3600 мм до 36 шт ø 4616 мм.

Шарошки располагаются в посадочных местах, которые пронумерованы.

Вооружение шарошек – зубчатое (профрезерованые зубья).

В крепких и твердых абразивных породах – штыревое.

Ресурс рабочей шарошки за 1 рейс - 100 часов.

После подъема венцы и зубья восстанавливаются до 3-5 раз, вал меняют на новый.

Рабочая поверхность может быть плоской (лучше держит вертикальность), конической или с обратным конусом ( в вязких породах) и W-образной( в твердых и крепких породах).

Рекомендуется компоновка с чередованием стабилизаторов и грузов-утяжелителей или переводник- стабилизатор- набор утяжелителей- стабилизатор- бур. Масса компоновки должна превышать в 5 раз требуемую осев. нагрузку.

30. Режим бурения стволов установками Wirth. Область применения и параметры промывочных жидкостей.

Осевая нагрузка. В породах до IV кат – до 120 кН; V-VII(VIII) – до 300 кН; VIII-IX – до 500 кН. В вязких породах увелич на 30 %.

Осев. нагр. не более20 % от веса компоновки БС.

Частота вращения. Регулируется плавно в интервале 5-16 об/мин. Чем тверже порода, тем меньше частота вращения.

Подача эрлифта. Обеспечивает работу компрессоров в кол-ве до 3 шт. с производительностью 24 м³/мин каждый.

Производительность промывки от 800 до 1100 м³/час жидкости.

Чем больше диаметр бурения, тем больше производительность должна обеспеч.

Промывочные жидкости. В относ. устойчивых породах – норм глин р-р; в слабоустойчивых – полирем бентонитов р-р на основе гепана или реагента нитрон. Плотность – 1030-1080 кг/м³, вязкость – 18-20 сек, водоотдача до 25 см³ за 30 мин.

Полимерный р-р с реагентом штокополь – вязкость 16-18 сек.

31. Последовательность работ при бурении (углубки) ствола установки Wirth. КИП, регистрируемые параметры.

Последовательность работ:

1. Не доходя 1 м до забоя, при спуске снаряда в ствол, включают компрессор;

2. Опустить бур с вращением произвести приработку шарошек при пониженной нагрузке;

3. Довести нагрузку до заданной величины(следить по индикатору);

4. Перед подъемом снаряда промывать забой без углубки в течении 15 мин.

КИП. Используется 24-канальная система. Обязательно измеряют с регистрацией на диаграммном бланке давление компрессора, вес на крюке, скорость бурения, частота вращения снаряда(число оборотов ротора), крутящий момент, расход жидкости и наличие металла в потоке жидкости из ствола.

32. Понятие маятникового эффекта. Требования к вертикальности стволов, проходимых бурением. Борьба с искривлением при реактивно-турбинном бурении и бурении установками Wirth.

Маятниковый эффект основан на законах физики. Буровая компоновка при бурении больших диаметров напоминает математический маятник. БТ по сравнению с общим диаметром скважины в несколько раз меньше, что напоминает нить, а нижняя часть КНБК тяжелая. Поэтому, как в физике, бур стремится занять строго вертикальное положение.

Требования к вертикальности. Для уменьшения искривления ограничивают осевую нагрузку (не более 500 кН). Через 1м углубки правое вращение меняют на левое и наоборот.

Применение стабилизаторов вверху и внизу компоновки низа БС.

При недопустимом отклонении: участок ствола заполняют бетоном и повторно перебуривают. Могут в бетоне по центру забурить пилот-скважину, дальше бурить ступенчатым снарядом.

33. Управляемый бур фирмы Wirth: назначение, устройство, характеристика, работа.

Вначале бурения все распорные устройства освобождаются и бур свободно весит в стволе. С помощью верхних распорных устройств задается направление для последовательного бурения. Наклон долота контролируется 2-мя электронными инклинометрами и регистрируется на поверхности. Нижнее распорное устройство фиксируется положение корпуса бура.

При бурении – внутренняя часть перемещается на величину заходки 1,5 м относительно корпуса. По завершении бурения освобождается распорное устройство и цилиндром передвижки корпус перемещается вниз к долоту.

34. Порядок расчета эрлифта для очистки ствола от разрушенной породы в процессе бурения:

1) допустимое погружение смесителя

где Р_к и ∆Р – давление компрессора и потери давления в воздухопроводе, Па.

После достижения данной глубины смеситель должен быть переставлен на начальную глубину h_н.

2) коэф. погружения смесителя

3. относ. погружение смесителя

3. удельный расход воздуха

Принимается h_см =h_н, т.е. худшие усл. Работы.

3. Подача эрлифта

где D – внутр. диаметр труб, мм.

3. Расход воздуха для выдачи объема Q

Значение сравнивается с подачей компрессоров.

3. Расход эмульсии на изливе

3. Скорость потока внутри бурового става

3. Требуемая скорость движения жидкости для подъема выбуренных частиц породы

где К – коэф. Риттингена, К=2,73.

Полученная скорость сравнивается со скоростью потока для подтверждения возможности выноса частиц.

35. Порядок расчета эрлифта для откачки жидкости из стволов и технических скважин:

1) Допустимое погружение смесителя

где Р_к -давление, создаваемое компрессором, Па; АР- потери давления в воздухоподающих трубах, Па. Принимаются в пределах (4-г7)х10⁴Па, увеличи­ваются при уменьшении диаметра труб.

2) Предельная рациональная глубина осушения

Принимается, что минимальный рациональный коэффициент погружения равен 1,4

3. Относительное погружение

3. Удельный расход воздуха

где η_э - К.П.Д. эрлифта(принимается равным 0,4); с - поправочный коэф­фициент (при схеме "внутри" с=1,11-1,08).

3. Расчетный расход жидкости при полной производительности компрес­сора для конечной глубины

где Q_K -производительность компрессора по технической характеристике в м³/мин.

3. Рабочее давление воздуха

3. Рабочее давление компрессора

Рабочее давление сравнивается с характеристикой компрессора.

3. Расход эмульсии при изливе на конечной глубине

3. Скорость движения эмульсии внутри водоподъемных труб для конечной глубины откачки

Для схемы «внутри»

где D - внутренний диаметр водоподающей трубы, м; d - наружный диа­метр воздухоподающей трубы, м.

Для схемы "рядом" D₃ = D.

Оценивается рациональность данного эрлифта по скорости потока. Рацио­нальной считается скорость не более 5 м/с. Если скорость больше, рассчиты- вется желательный диаметр водоподъемных труб.

3. Ориентировочное время откачки (без учета времени на наращивание труб)

где φ =0,6 - коэффициент, учитывающий перерывы в откачке; D_c - диаметр скважины, м.

36. Виды крепи шахтных стволов. Области их применения.

Виды постоянной крепи:

1. Бетонная – только для устья с большим диаметром;

2. Сталебетонная – при нагрузке на крепь до 5 МПа;

3. Стальная – применяется повсеместно.