18.2. Технология бурения.

При бурении горизонтальных и восстающих скважин чаще всего используют алмазный способ, поэтому рассмотрим параметры технологических режимов для алмазного бурения.

Учитывая, что на забой скважины не создается давления столба жидкости, как при бурении вертикальных стволов скважин, эффектив­ность разрушения пород значительно возрастает.

Вследствие того, что вес снаряда при бурении восстающих сква­жин направлен в обратную сторону от коронки, осевую нагрузку по рекомендации В.И. Власюка [8] в породах IX-X категории по буримости импрегнированными коронками нужно увеличивать на 10-15 %, а одно­слойными коронками - на 20-30 %.

На коронку диаметром 59 мм для окружных скоростей 1,12; 1,83; 2,65 м/с осевые нагрузки должны быть равными, соответственно, не бо­лее 6, 7 и 8 МПа.

Ю.В. Кодзаев [8] для малоабразивных пород VI-VIII категории по буримости рекомендует удельную нагрузку 0,60-0,63 кН/см², для высо­коабразивных пород IX-X категории по буримости - 0,65-0,75 кН/см².

С увеличением частоты вращения алмазных коронок при бурении горизонтальных и восстающих скважин механическая скорость бурения растет быстрее, чем при бурении нисходящих скважин. В породах IX-XI категории по буримости бурение рекомендуется вести на максимально возможной частоте вращения: глубиной 150 м до 1 250 об/мйн, глубиной 300 м - до 700 об/мин. При бурении трещиноватых пород и при вибрации снаряда частоту вращения коронки снижают вдвое.

Удаление шлама осуществляют водой или эмульсиями с прямой и обратной ее циркуляцией. При обратной циркуляции промывочной жидкости возможно транспортирование керна из скважины по трубам. В этом случае используют бурильные трубы от ССК.

При прямой циркуляции промывочной жидкости в восстающих скважинах возможен разрыв потока в результате потерь в негермитич-ных трубах. Для предотвращения этих явлений создают подпор жидко­сти путем дросселирования выходящего из скважины потока жидкости. Контроль за циркуляцией жидкости в скважины осуществляют с помо­щью электроконтактного манометра с сигнальной лампой или звонком. Для создания искусственного подпора в забойный снаряд включают специальный расширитель или ниппель, диаметром равным диаметру коронки.

Расход жидкости при бурении горизонтальных и восстающих скважин В.И. Власюк [8] рекомендует определять по формуле

Q = 0,17K_{и 0}S,

где К_и - коэффициент, зависящий от угла наклона скважины; ₀ - ок­ружная скорость коронки, м/с; S - площадь торца коронки, м².

При ₀ = 2-6 м/с для восстающих скважин К_и = 0,6, а нисходящих К_и = 1,5. Удельный расход жидкости для восстающих при n = 700-015 об/мин принимают равным 2,1-2,7 л/мин на 1 см² площади торца коронки. По данным практики минимальный расход жидкости при диа­метре коронки 59 мм составляет 12-25 л/мин. С увеличением глубины скважины расход жидкости рекомендуется увеличивать. При глубине 250-400 м он составит 40 л/мин.

При шарошечном бурении скважин применяют долота типа С, Т, К и ОК, диаметром 76, 59 и 46 мм. Частота вращения 100-300 об/мин, удельная нагрузка на 1 см долота 2-5 кН, расход промывочной жидко­сти 40-60 л/мин.

Параметры режимов бурения, рекомендуемые ВИТР, приведены в табл. 18.2.

Таблица 18.2

Диаметр долота, -мм	Осевая нагрузка, кН	Частота враще­ния, об/мин	Раход жидкости, л/мин
36	1,5-5,0	1 000-1 500	6-10
46	2,0-6,0	600-1 000	17-18
59	1,2-6,0	480-700	28-50

Рассмотрим особенности отработки породоразрушающего инст­румента.

Отсутствие шлама на забое при бурении малоабразивных пород может привести к быстрой потере работоспособности коронки, поэтому необходимо выбирать коронки с соответствующей матрицей более мяг­кой, чем для бурения вертикальных скважин. Зашлифованные коронки необходимо затачивать.

При работе в горизонтальных и пологонаклонных скважинах происходит интенсивный износ боковой поверхности коронки и лежа­чей стенки скважины, поэтому в этих условиях рекомендуется исполь­зовать два специальных расширителя.

Для предупреждения разрыва потока промывочной жидкости и прижога коронки, как отмечено, кроме специальных расширителей применяют дросселирование потока жидкости на выходе из скважины.

Для компенсации увеличения потерь времени на спускоподъем-ные операции (бурильную колонну извлекают по одной трубе) увеличи­вают продолжительность рейса путем применения гидротранспорта керна.

Для предупреждения интенсивного искривления восстающих скважин в компоновку бурового снаряда необходимо вводить приспо­собления для предупреждения искривления или использовать известные методы направленного бурения.

Применение высокочастотных гидроударников при алмазном бу­рении значительно в 1,5-2,0 раза повышает механическую скорость бу­рения.

Бурение из подземных горных выработок при доразведке глубо­ких горизонтов, эксплуатационной разведке, поисках смещенных руд­ных тел и пластов с весьма неравномерным распределением полезных компонентов позволяет значительно экономить денежные затраты, за­траты труда и материальных средств, выполнять сложные геологиче­ские задачи при поисках слепых рудных тел, снижать материалоемкость крепления скважин, использовать прогрессивные способы бурения. По­этому при благоприятных условиях рекомендуется шире использовать этот способ.

При бурении из подземных горных выработок основными про­блемами являются достаточно сложная система спускоподъемных опе­раций, регулирование параметров технологических режимов бурения и недостаточно совершенная система циркуляции промывочной жидкости.

Для повышения эффективности бурения из подземных выработок

необходимо совершенствование систем спускоподъемных операций и циркуляции промывочной жидкости, при бурении восстающих и гори­зонтальных скважин — модернизация контрольно-измерительной аппа­ратуры и элементов бурового оборудования.