Швидкість, Буріння, Колонкове

Визначення механічної швидкості колонкового буріння твердосплавного

При аналізі впливу різних факторів режиму буріння насамперед розглядають їх вплив на механічну швидкість, так як, по-перше, продуктивність, твердосплавного колонкового буріння знаходиться в прямій залежності від механічної швидкості і, по-друге, у зв'язку з тим, що сучасні коронки, особливо при раціональному застосуванні, мають достатній запас твердого сплаву, що забезпечує необхідну прохідку за рейс, навіть при форсованих режимах. Тому режими буріння необхідно вибирати так, щоб забезпечити максимальну механічну швидкість.

Механічну швидкість буріння можна визначити, використовуючи об'єднаний показник механічних властивостей порід ρ м :

v м = k ω P 0 • ρ a м (7.1)

де k – коефіцієнт пропорційності; ω - окружна швидкість коронки, м/с; P 0 - навантаження на основний різець (вставку), кН.

Значення k та а і в залежності від типу коронок

Показник	k	а
Дрібнорізцеві коронки	82 - 80	- 1,16
Мікрорізцеві коронки	24 - 31	- 0,79

Найчастіше механічну швидкість виражають з формули, що характеризує продуктивність буріння:

Н = Т / (Т 1 + Т всп ), (7.2)

де Н – продуктивність буріння, м/ст-міс; Т – тривалість зміни, год; Т 1 - час чистого буріння 1 м свердловини, год; Т всп - час допоміжні операції, відповідні 1 м буріння, год;

v м = Н (T - HТ всп). (7.3)

Механічну швидкість буріння можна також виразити формулою

v м = 35•10 -2 Рn σ -1 , (7.4)

де σ - межаміцності породи на стиск, Н/мм².

З формул (7.1) - (7.4) видно, що механічна швидкість пов'язана з організаційними факторами Т всп ; технологічними Р і n та геологічними σ та ρ м . Вплив кожного їх різна. Дослідження показують, що при бурінні коронками, що самозаточуються, в породах типу габро і лабрадорит при частоті обертання 195 - 220 хв -1 і осьовому навантаженні 800-1200 даН на 1 ріжучий елемент механічна швидкість змінюється за лінійним законом і може бути визначена урів

y = 14,75 + 0,92 Х 1 + 1,75 Х 2 + 3,06 Х 3 -2,03 Х 4 + Х 1 Х 2 (7.5)

де y = v м; Х 1 - частота обертання n, хв -1; Х 2 - осьове навантаження на елемент Р, кН; Х 3 - число ріжучих елементів m; Х 4 - показники міцності породи у відносних величинах.

Як видно з рівняння (7.5), на механічну швидкість буріння найбільше впливає кількість ріжучих елементів коронки (технічний фактор). Менш істотні, але значущі показники міцності порід (геологічний фактор), далі - осьове навантаження і частота обертання (технологічні фактори).

---