Вопрос №79. Параметры режима бурения шарошечными долотами.

При бурении шарошечными долотами рекомендуются к применению достаточно умеренные частоты вращения долот, поскольку установлено, что с повышением частоты вращения выше некоторого предельного значения достаточно резко снижается углубка за оборот и темп прироста механической скорости бурения (рис. 5.68).

При определенных высоких частотах вращения механическая скорость бурения не растет, но может снизиться проходка на долото из-за повышенного износа опор шарошечных долот.

Таким образом, с повышением частоты вращения числа зубцов на поверхности шарошки и диаметра долота, при снижении диаметра шарошек время контакта породоразрушающих зубцов с породой снижается, а значит, снижается и разрушающее напряжение в породе [см. зависимость (2.44)].

Для шарошечных долот дробяще-скалывающего действия диаметром 59, 76, 93, 112, 132 и 151 рекомендуются частоты вращения в пределах 100-300 мин^-1.

При бурении малоабразивных пород шарошечными долотами рекомендуется окружная скорость долота в пределах 1-2 м/c , при бурении абразивных пород скорость должна не превышать 1 м/с, т.к. механическая скорость бурения при больших частотах вращения увеличивается в меньшей степени, чем износ долота.

Для твердых, абразивных пород (VII-IX категории по буримости) оптимальная частота вращения долота составляет 200-270 мин^-1, при дальнейшем её повышении механическая скорость бурения почти не увеличивается, но более значительно возрастает износ долота [31].

Осевая нагрузка при бурении шарошечными долотами устанавливается в зависимости от твердости горных пород и диаметра долота.

При бурении в твердых породах скорость восходящего потока промывочной жидкости в затрубном пространстве должна быть не менее 0,4, а в мягких породах 0,6 м/с.

Минимальные осевые нагрузки и максимальные частоты вращения рекомендуется применять при бурении менее крепких горных пород, максимальные осевые нагрузки и минимальные частоты вращения при бурении более твердых горных пород.

При бурении трещиноватых горных пород рекомендуется снижать частоту вращения долота и осевую нагрузку на 30-40%.

Для установления оптимальной осевой нагрузки необходимо довести осевую нагрузку до максимально рекомендуемой, а затем несколько снизить.

* - частоты вращения даны для буровых станков со ступенчатым регулированием данного параметра; для станков с плавнорегулируемой частотой вращения следует применять близкие к указанным значения.

Если при снижении нагрузки механическая скорость бурения снижается, то нагрузку следует повысить до первоначальной величины. Если механическая скорость бурения не уменьшается, то нагрузку снижают до уровня, при котором наступает снижение скорости бурения, а затем несколько повышают её до первоначальной величины

Мягкие породы и породы средней твердости долотами с зубчатым вооружением следует разбуривать с примерно постоянной в течение рейса нагрузкой, обеспечивающей максимальную скорость бурения.

При бурении твердых пород осевую нагрузку к концу рейса, как правило, повышают для сохранения уровня скорости бурения. При бурении твердых пород долотами со штыревым вооружением осевая нагрузка может быть постоянной и равняется максимально рекомендуемой.

Основными признаками, указывающими на необходимость подъема долота из скважины, являются:

- резкое снижение механической скорости бурения и рывки инструмента, что свидетельствует об износе опор шарошек;

- снижение скорости бурения по однородным по твердости горным породам, что указывает на износ вооружения долота.