Выбор режима бурения
О зависимости механической скорости шнекового бурения от физико-механических свойств горных пород свидетельствуют следующие данные:
| Горная порода | Средняя механическая скорость бурения, м/ч |
| Песок: рыхлый рыхлый влажный глинистый сухой |
340 208 95 |
| Глина:
песчаная песчаная плотная плотная водная |
69 41 18 |
При поступлении разрушенной долотом породы на шнековый транспортер дальнейший ее подъем возможен при условии, что угол винтовой линии спирали меньше утла трения породы о поверхности шнека.
Продвижение породы происходит в результате того, что она образует со спиралью шнека пару «винт—гайка», в которой порода — «гайка» — не вращается и при вращении шнека — «винта» — порода перемещается снизу вверх. Разность оборотов шнека и породы обусловлена разницей значений коэффициентов трения породы о стенки скважины ƒс и о поверхность спирали шнека ƒш:
| Разрушенной породы о металл ƒш | 0,3—0,5 |
| То же о стенки скважины ƒс | 0,8—1,0 |
Частота вращения
Производительность шнекового транспортера должна быть не меньше производительности долота с учетом разбуривания стенок скважины (коэф. 1,0—1,3) и разрыхления породы (коэф. 1,3—1,6).
Взаимосвязь частоты вращения и углубки за оборот определяется, исходя из:
возможной производительности шнекового транспортера; заполнения шнека, равного
0,1—0,3 шага спирали; разрыхления породы.
Так, для эффективного бурения
шнеками необходимая частота вращения составляет:
| Диаметр шнека, мм | Частота вращения, мин-1(мин./макс.) |
| 70—100 150—200 |
160—200/500—700
80—100/150—200 |
Увеличение частоты вращения эффективно в рыхлых и сыпучих породах; снижение — в вязких.
Затраты мощности
Мощность при шнековом бурении может колебаться в широких пределах в зависимости от режима, т. e. от соотношения частоты вращения и подачи за 1 оборот.
Затраты мощности на вращение 1 м шнековой колонны, кВт
| Частота вращения, мин-1 | Диаметр, мм, скважины/шнека | |
| 143/135 | 198/185 | |
| 65 110 180 |
0,080 0,135 0,510 |
0,240 0,667 0,840 |
Завышение частоты вращения приводит к излишнему расходу мощности, появлению
вибраций и т. Д. Превышение рациональной подачи нарушает стабильность работы
транспортера, что в вязких породах приводит к образованию между лопастями шнеков
уплотненных зон породы («сальников»), развивающихся под действием породы,
поступающей с забоя за счет продолжающейся углубки. Признаком возникновения
сальников является повышение крутящего момента на вращение колонны, а также
прихваты в скважине.
В мощности, затрачиваемой при шнековом бурении,
значительную часть занимают потери на трение долота о породу и породы о лопасти
шнека. Поэтому одной из мер снижения потребляемой мощности является подача на
забой скважины воды при бурении сухих и вязких пород. Вода заливается в
затрубное пространство или закачивается через полый шнек.
Режим бурения пород I —III категории по буримости
При проходке мягких пород процесс разрушения породы не требует значительных затрат энергии, и скорость бурения может быть высокой. При этом большой объем выбуренной породы требует его своевременного и качественного удаления, от чего зависит эффективность бурения.
Подробнее...
Режим бурения пород IV—VI категорий по буримости
При бурении пород средней твердости основными требованиями к буровому инструменту является обеспечение:
1) эффективного разрушения пород;
2) высокой прочности и
износоустойчивости в условиях отсутствия охлаждающего
агента.
Аварии при шнековом бурении
Основными видами аварий при шнековом бурении являются:
- прихваты колонны шнеков;
- образование пробок породы на нижних шнеках;
- обрывы в элементах шнековой колонны.
Подробнее...
