Расчет частоты вращения породоразрушающего инструмента
Каждому классу пород и типу долот соответствуют свои оптимальные частоты вращения инструмента, при которых разрушение горных пород максимально. Расчет частоты вращения для шарошечных долот производится из условий: • создания оптимальной линейной скорости на периферийном венце шарошки; • по времени контакта зубьев долота с горной породой; • по стойкости опор. Для безопорных долот расчет производится только из условия создания необходимой линейной скорости на периферии долота. Расчет в этом случае ведется по формуле: об/мин, (4.5) где Vл – рекомендуемая линейная скорость на периферии долота, м/с; Dд – м. Для шарошечных долот линейная скорость принимается: в породах М – 3,4-2,8 м/с; в породах МС – 2,8-1,8 м/с; в породах С – 1,8-1,3 м/с; в породах СТ – 1,5-1,2 м/с; в породах Т – 1,2-1,0 м/с; в породах К – 0,8-0,6 м/с. Для алмазных и ИСМ долот Vл = 3-5 м/с, для долот PDC Vл = 1-2 м/с. Меньшие значения линейной скорости берутся • в трещиноватых неоднородных породах; • в твердых абразивных породах; • при повышенных осевых нагрузках; • для шарошечных долот с твердосплавным вооружением. Расчет частоты вращения шарошечного долота n2 по минимально допустимому времени контакта зуба долота с породой ведется по формуле об/мин, (4.6) где dш – диаметр шарошки, мм; τ – минимальное время контакта зуба долота с породой, мс; z – число зубьев на периферийном венце шарошки; Dд – мм. Для современных шарошечных долот в среднем dш=0,65 Dд. Минимальное время контакта для упруго-пластичных пород равно 5-7 мс, для упруго-хрупких – 6-8 мс, для пластичных – 3-6 мс. Меньшие значения принимаются в более твердых породах. Число зубьев на периферийном венце шарошки зависит от типа долота, его диаметра и номера шарошки. В среднем оно может быть принято для долот диаметром 142,9-190,5-20 шт; 215,9-244,5-22 шт; 269,9-349,2-24 шт. Максимально допустимая частота вращения шарошечного долота n3 по стойкости опоры ведется по формуле об/мин, (4.7) где α – коэффициент, характеризующий свойства горной породы; То – стойкость опоры, час; То = 0,0935 Dд; где Dд – мм. Для мягких пород α=0,7-0,9, для средних α=0,5-0,7, для твердых α=0,3-0,5, т.е. с увеличением твердости пород этот коэффициент уменьшается. Для шарошечных долот из рассчитанных значений n1, n2 ,n3 первое является оптимальным, а принятые не должно быть больше меньшего из значений n2 и n3 . Для безопорных долот принимается значение n1. Общие рекомендации по осевой нагрузке на долото и частоте вращения инструмента сводятся к следующим: • с увеличением твердости горной породы осевую нагрузку следует увеличить при одновременном снижении частоты вращения; • в трещиноватых неоднородных породах указанные параметры процесса бурения следует снижать; • в течение рейса осевая нагрузка постепенно увеличивается. В зарубежной практике в качестве параметра оптимизации процесса бурения шарошечными долотами используется произведение осевой нагрузки G в кН на частоту вращения инструмента n в с-1 . По рекомендации фирмы Хюз Тул это произведение должно быть равно около 200 для долот диаметром 120,6 мм и до 550 при диаметре долота 311,1 мм. Для долот диаметром 215,9 мм G · n ≈ 350, т.е. если частота вращения инструмента принята 3,5 с-1 , то осевая нагрузка должна быть около 100 кН.
Приработка долот После спуска нового долота в скважину необходимо произвести его приработку (обкатку). Это особенно важно при смене типа долота, так как в этом случае меняется профиль поверхности вооружения, и часть резцов (зубьев) может быть перегружена, что приведет к их поломке. Процесс бурения следует начинать при минимальной осевой нагрузке ( с «навеса») на интервале до одного метра и минимальной частоте вращения инструмента. При роторном способе бурения приработка продолжается до 0,5 часа, при применении винтовых забойных двигателей до 15 мин, а турбобуров – 5-10 мин. За это время осевая нагрузка постепенно увеличивается практически от нулевой до расчетной, а при роторном бурении одновременно повышается и частота вращения инструмента. Шарошечные долота с герметизированными опорами ставятся на забой без вращения, создается осевая нагрузка, равная приблизительно от 1/5 до 1/4 от расчетной, и начинается бурение с постепенным возрастанием нагрузки.
Популярное: Как вы ведете себя при стрессе?: Вы можете самостоятельно управлять стрессом! Каждый из нас имеет право и возможность уменьшить его воздействие на нас... Почему люди поддаются рекламе?: Только не надо искать ответы в качестве или количестве рекламы... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (2079)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |