Разработка режима высокооборотного алмазного бурения

Углубка за оборот δ определяется исходя из категории пород по буримости, зернистости алмазов, соответствующих твердости пород, и ограничивается значениями, характеризующими заполирование и повышенный износ алмазов; граничные значения углубок приведены в табл. 7.1. При их расчете учитывалось следующее: выпуск алмазов из тела матрицы составляет для однослойных коронок не более 25% диаметров алмаза, для импрегнированных - 10%; число секторов у коронок - 4; для однослойных коронок значение углубки следует принимать, исходя из условия δ ≤ r_а / 4, для импрегнированных - расчетную.  

Таблица 7.1. Граничные условия нормального процесса алмазного бурения по критерию углубки на оборот коронки (по В. И. Васильеву и др., ВИТР)

Категория пород по буримости	Зернистость алмазов, шт./кар	Диаметр алмазов, мм	Углубка δ, мм/об
			порог заполирования	Максимально допустимая
				по расчету	по условию δ≤rа/ 4
VII - VIII	20 - 12 30 - 20	1,95 1,70	0,034 0,026	0,39 0,34	0,247 0,212
IX	50 - 30 60 - 40	1,50 1,35	0,015 0.015	0,33 0,29	0,187 0,168
X	120 - 90	1,05	0,017	0,09	0,130
XI	150 - 120	0,95	0,018	0,08	0,124
XII	400 - 120	0,86	0,020	0,07	0,107

При выборе параметров режима бурения и управления ими в процессе бурения необходимо учитывать некоторые особенности этого метода.

 В табл. 7.1 приведен широкий диапазон значений углубок и выбрать те из них, которые соответствуют (но не превышают) нормативному износу коронок и расходу алмазов. Для этого рекомендуется использовать номограмму (рис. 7.2), которая построена на основании производственных норм расхода алмазов. Практика показывает, что при бурении твердых горных пород нижний предел значений углубок должен быть не менее 0,02 мм/об, верхний - не более 0,10 - 0,12 мм/об.

При выборе и поддержании частоты вращения за максимально возможную в данных условиях (с учетом ограничений по прочности колонны и мощности привода) следует принимать ту, при которой сохраняются одинаковые темпы роста V_мех и n. Если это условие нарушается из-за недостаточной мощности привода, следует возвратиться на ближайшую частоту вращения, удовлетворяющую поставленному условию. Проверку соответствия n и V_мех условию обеспечения роста сменной производительности с учетом глубины скважины, длины колонкового снаряда и времени спускоподъемных операций рекомендуется проводить по номограмме (рис. 7.3.). Порядок работы с номограммой заключается в определении для конкретных условий отношения длины колонковой трубы и времени одной спускоподъемной операции и нахождения затем по номограмме V_мех при котором обеспечивается прирост сменной производительности П_см.

Оптимальная углубка поддерживается в течение рейса изменением осевой нагрузки на коронку. Для определения начальной нагрузки и диапазона ее возможного изменения с учетом прочностных свойств алмазов и допустимых нагрузок на колонну труб следует придерживаться загрузочных характеристик коронок в соответствии с рекомендациями.

Расход очистного агента устанавливается в зависимости от частоты вращения бурового снаряда и гидравлической характеристики алмазной коронки. При этом рекомендуется использовать разработанную номограмму определения расхода промывочной жидкости на 1 канал коронки в зависимости от линейной скорости ее вращения, отношения длины и ширины канала и проходного сечения канала по торцу коронки (рис 7.5).

Для удобства пользования приведенной выше методикой в условиях буровой рекомендуется устройство для оперативного определения оптимальных значений механических скоростей бурения для пород VII - XII категорий по буримости в зависимости от заданной углубки за 1 оборот коронки и частоты ее вращения.