Подача промывочной жидкости определяется, исходя из скорости восходящего потока Vn и диаметра скважины; Vπ = 0,25— 0,6 м/с. Чем больше скорость бурения, тем больше и Vπ. При бурении в трещиноватых и абразивных породах необходимо снижать окружную скорость и осевую нагрузку.
Промывка при алмазном бурении должна обеспечивать хорошее охлаждение алмазов, так как они при сильном нагреве они графитизируются. Скорость восходящего потока между бурильной колонной и стенками скважины должна быть в пределах 0,4— 0,8 м/с.
При наполнении колонковой трубы керном буровой инструмент поднимают на поверхность. Для этого над коронкой помещают кернорватель, который срывает керн от забоя. Поднятая коронка отвертывается и осматривается. Керн из колонковой трубы осторожно и последовательно извлекается, документируется и укладывается в керновые ящики.
Характеристика твердосплавных коронок
| 'Маркировка коронок | Катего-рия пород по буримости | Характеристика пород | Типичные представители пород | Диаметр, мм | Число резцов | Осевая нагрузка на 1 основной резец, Η | Окружная скорость коронки, м/с | ||
| Наружный | Внутренний | Основных | Подрезных | ||||||
| Ml | I— III | Мягкие однородные | Суглинки, глины, торф, мел | 151 | 112 | 8 | __ | 500—600 | 1,0—1,5 |
| 132 | 92 | 8 | — | ||||||
| 112 | 73 | 8 | — | ||||||
| 93 | 57 | 8 | — | ||||||
| М2 | II— IV | Мягкие с твердыми прослойками | Глины, слабо сцементированные песчаники, глинистые алевролиты, мергели, неплотные известняки | 151 | 113 | 14 | — | 600—800 | 1,0—1,5 |
| 132 | 93 | 14 | — | ||||||
| 112 | 74 | 12 | — | ||||||
| 93 | 58 | 12 | — | ||||||
| М5 | II— IV | Мягкие однородные | Глины, слабо сцементированные песчаники, ангидриты, глинистые сланцы | 151 | 107 | 24 | 6 | 300—600 | 1,0—1,5 |
| 132 | 88 | 24 | 6 | ||||||
| 112 | 68 | 16 | 4 | ||||||
| 93 | 53 | 16 | 4 | ||||||
| СМЗ (С) | IV— VI | Монолитные малоабразивные | Аргиллиты, алевролиты, глинистые сланцы, доломиты, гипсы, известняки | 151 | 133 | 12 | 9 | 600—1000 | 1,0—1,6 |
| 132 | 114 | 12 | 9 | ||||||
| 112 | 94 | 8 | 6 | ||||||
| 93 | 75 | 8 | 6 | ||||||
| 76 | 59 | 6 | 3 | ||||||
| 59 | 44 | 6 | 3 | ||||||
| 46 | 31 | 6 | |||||||
| CM4 (ΜΡ2ΗΠ-1) | V— VI, Частично VII | Малоабразивные монолитные и перемежающиеся по твердости | Алевролиты, аргиллиты, глинистые и сланцы, песчаники известняки, базальты, дуниты | 151 | 132 | 12 | 4 | 500—800 | 0,8—1,5 |
| 132 | 113 | 12. | 4 | ||||||
| 112 | 93 | 9 | 3 | ||||||
| 93 | 74 | 9 | 3 | ||||||
| 76 | 58 | 9 | 3 | ||||||
| CM5(1HM) | V— VI | Малоабразивные монолитные и слаботрещиноватые | Доломиты, известняки, глинистые и песчаные сланцы, серпентиниты | 151 | 133 | 24 | 4 | 400—600 | 0,8—1,6 |
| 132 | 114 | 24 | 4 | ||||||
| 112 | 94 | 18 | 3 | ||||||
| 93 | 75 | 18 | 3 | ||||||
| 76 | 59 | 12 | 4 | ||||||
| 59 | 44 | 12 | 4 | ||||||
| 46 | 31 | 12 | 2 | ||||||
| 36 | 21 | 9 | 3 | ||||||
| CM5(16HA) | VI-VII | Малоабра-зивные монолитные итрещиноватые | Доломиты, известняки, серпентиниты, перидотиты | 151 | 133 | 24 | 8 | 500—700 | 1,0—1,6 |
| 132 | 114 | 24 | 8 | ||||||
| 112 | 94 | 18 | 6 | ||||||
| 93 | 75 | 18 | 6 | ||||||
| 76 | 59 | 12 | 4 | ||||||
| 59 | 44 | 12 | 4 | ||||||
| 46 | 31 | 12 | 2 | ||||||
| CT2 (CT6) | IV— VI | Малоабра-зивные трещиноватыеперемежаю-щиеся | Известняки, частично окремненные доломиты, сланцы с с твердыми включениями | 151 | 133 | 12 | 6 | 500—800 | 0,6—1,2 |
| 132 | 114 | 12 | 6 | ||||||
| 112 | 94 | 10 | 5 | ||||||
| 93 | 75 | 8 | 4 | ||||||
| 76 | 59 | 6 | 3 | ||||||
| 59 | 44 | 6 | 3 | ||||||
| 46 | 31 | 6 | 3 | ||||||
Однослойную алмазную коронку следует заменить в случае: а) механического повреждения коронки; б) появления на торце коронки круговых борозд, вследствие отсутствия полного перекрытия рабочего торца алмазами; в) сильного оголения алмазов; г) износа коронки по диаметру. Износившиеся алмазные коронки отправляют на завод, где матрицу растворяют в соответствующих кислотах и отбирают алмазы, которые можно вторично использовать в коронках (рекуперация алмазов).
При бурении алмазными коронками частота вращения часто принимается в пределах 500—1500 об/мин. Осевая нагрузка подбирается из расчета 500—1200Н на 1 см2 рабочего торца коронки в зависимости от насыщенности торца алмазной коронки алмазами и крепости пород.
Параметры режима алмазного бурения применительно к коронкам различного диаметра и породам разной крепости приведены в табл. 7.2 (по данным ВИТРа). Производительность алмазного бурения при правильно выбранной коронке зависит от параметров режима бурения: осевой нагрузки на коронку, частоты ее вращения, количества и качества промывочной жидкости. Это положение, общее для вращательного бурения, приобретает при алмазном бурении особое значение вследствие чувствительности алмазной коронки на нарушение правильного соотношения между указанными режимными параметрами.
На процесс алмазного бурения сказывается влияние многочисленных переменных факторов, и поэтому вопрос о режимах бурения должен рассматриваться раздельно по группам пород со сходными физико-механическими свойствами. В общем случае при алмазном бурении рекомендуется применять высокую частоту вращения, причем по мере ее увеличения необходимо одновременно повышать осевую нагрузку на коронку. Нормальной частотой считается 750—1500 об/мин, пониженной 400—750 об/мин для алмазных коронок диаметром 46 и 59 мм.
Величина осевой нагрузки определяется с учетом следующих основных факторов: а) с увеличением твердости породы осевые нагрузки должны повышаться; б) в трещиноватых, а также в тонкослоистых породах с чередованием твердых и более мягких прослоев осевые нагрузки должны быть меньше, чем в монолитных однородных породах; в) слоистые породы с тенденцией к искривлению ствола скважины бурят при пониженных осевых нагрузках; г) для коронок с алмазами меньшей величины осевая нагрузка уменьшается; д) при увеличенной подаче промывочной жидкости коронка меньше забивается шламом и поэтому осевые нагрузки можно увеличить. Одно из основных правил алмазного бурения заключается в том, что осевая нагрузка на коронку должна быть всегда равномерной и достаточной для объемного разрушения породы.
| Категории пород по буримости | Диаметры коронок, мм | |||
| 36 | 46 | 59 | 76 | |
| Осевая нагрузка на коронку | ||||
| VI—VII VIII—IX IX—XI XI— XII | 2500—3000 3000—5000 5000—7000 6000—8000 | 3 000—5 0005000—7 000 6 000—9 0007000—10000 | 4000—8000 6000—10000 8000—12000 10000—16000 | 5000—10000 8000—13000 10000—17000 13000—18000 |
| Частота вращения об/мин | ||||
| 400—700 | 500—900 | 800—1 400 | 600—1 000 | |
| Подача промывочной жидкости Q, л/мин | ||||
| VI—VII VIII—IX IX—XI XI— XII | 25-3520-3015-2510-15 | 30-5030-4020-3015-20 | 50-7040-6035-5025-35 | 60-10050-8040-6030-40 |
*Примечание. При бурении трещиноватых, абразивных и перемежающихся по твердости пород частота вращения и осевая нагрузка снижаются на 25—49%.
ЛИТЕРАТУРА
1. Воздвиженский Б.И. Разведочное бурение / Б.И. Воздвиженский, О.Н. Голубинцев, А.А. Новожилов. – М.: Недра, 1979. - 510 с.
2. Советов Г.А. Основы бурения и горного дела / Г.А. Советов, Н.И. Жабин. – М.: Недра, 1991. – 368 с.