Механическая скорость бурения. Алмазное бурение скважин коронками

Полученные при определенных оптимальных параметрах показатели бурения породы служат обычно для нормирования процессов бурения и положены в основу классификаций горных пород по буримости. В качестве показателя буримости чаще всего применяется механическая скорость бурения (м/ч) или обратная ее величина — чистое время бурения 1 м скважины (ч), определенные при оптимальных значениях технических параметров. Значения механической скорости или время бурения полнее других показателей характеризуют данный конкретный технологический процесс разрушения горных пород при определенных уровне техники и режиме бурения. Кроме того, величины этих показателей могут быть установлены точнее и проще других показателей буримости (например, удельного расхода энергии).

Недостатком выбора механической скорости алмазного бурения в качестве показателя буримости можно считать необходимость периодического пересмотра шкал буримости, вызванного непрерывным совершенствованием техники и технологии буровых работ.

Алмазное бурение как способ, отличается от твердосплавного и шарошечного характером разрушения горных пород и существенной зависимостью механической скорости бурения от физико-механических свойств и состояния пород. Физико- механические свойства горных пород, влияющие на процесс алмазного бурения, как указывалось выше, весьма многообразны. Их определяют минеральный состав, структура, текстура, характер соединения зерен породы между собой, состав цемента и т. д. В значительной степени на буримость горных пород при бурении скважин алмазными коронками влияют трещиноватость, зернистость, перемежаемость, способность «замазывать» коронку др. свойства, а также состав гор-нон породы в основном и определяют выбор соответствующего этим условиям бурения отверстий типа алмазной коронки.

От правильности выбора большой степени зависит механическая скорость алмазного бурения и другие показатели работоспособности алмазной коронки. Поэтому при определении буримости горных пород алмазное бурении отверстий кроме механической скорости необходимо учитывать величину проходки до износа алмазной коронки (м) и удельный расход алмазов на 1 м бурения (карат/м).

На практике в геологических организациях буримость пород устанавливается геологами путем макроскопического определения принадлежности данной горной породы к той или иной группе действующей классификации. При таком визуальном, субъективном способе возможны ошибки, неоднозначное определение буримости одной и той же породы.
Большое разнообразие физико-механических свойств пород, относимых к одной категории, различия в типах породоразрушающего инструмента и в применяемых режимах алмазного бурения вызывают значительные колебания механической скорости бурения — основного показа­теля буримости.

Основными объективными методами определения буримости горных пород, нашедшими применение при ведении алмазного геологоразведочного бурения, являются следующие.
Метод ЦНИГРИ (Центральный научно-исследовательский горноразведочный институт цветных, редких и благородных металлов) — определение категорий горных пород по буримости на основе их абразивности и динамической прочности в объединенном выражении по ОСТ 41—89—74.

Метод ВИТР — определение категорий горных пород по буримости с помощью прибора ВИТР-ОТ (определитель буримости горных пород).
Метод определения фактической буримости горных пород путем опытного бурения отверстий при оптимальных значениях параметров режима бу­рения рациональными типами алмазного породоразрушающего инструмента.

Первые два метода являются лабораторными, базируются на установлении отдельных физикомеха­нических свойств горных пород. Однако проследить корреляционную зависимость физико-механических свойств породы и ее буримости довольно трудно.
Метод определения фактической буримости горных пород наиболее широко используется для целей технического нормирования геологоразведочного бурения. После установления наиболее характерных и распространенных на месторождении горных пород производится опытное алмазное бурение с отбором образцов керна для дальнейших лабораторных исследований. Опытное бурение отверстий алмазными коронками производят по принятой на месторождении оптимальной технологии с обязательным одновременным хронометражем.

Полным хронометражным считается наблюдение, проведенное за процессом «собственно алмазное бурение» одной по наименованию и свойствам горной породы в течение одного рейса, т. е. от момента включения бурового станка и начала углубки скважины до момента выключения станка и прекращения углубки.

Для статистической обработки полученных в процессе опытного бурения результатов можно воспользоваться методикой, предложенной в работе JI. 3. Румшиского. После математической обработки результатов опытного бурения и установления истинного значения механической скорости бурения по шкале буримости горную породу относят к той или иной категории.

Объективное определение буримости, а следовательно, и правильная организация нормирования возможны лишь при использовании записывающей контрольно-измерительной аппаратуры. Непрерывная запись на диаграммной ленте значений скорости проходки и параметров режима алмазного бурения позволяет сравнивать буримости пород на протяжении значительно больших интервалов, чем это обычно принято при разработке норм (5 рейсов). Особенно эффективно применение записывающей контрольно-измерительной аппаратуры при нормировании по усредненной категории, так как последнюю можно устанавливать исходя из фактической буримости пород, а не из процентного соотношения различных категорий в разрезе, как это принято. Применение контрольно-измерительной аппаратуры позволяет определять нормы с учетом параметров режима алмазного бурения.

Алмазное сверление круглосуточно