Гидроударное бурение алмазным породоразрушающим инструментом
Специальными исследованиями и опытом производственных организаций установлена высокая эффективность применения высокочастотных гидроударных машин (Г76В и Г59В) с твердосплавными и алмазными серийными коронками.
При гидроударно-алмазном бурении рекомендуется следующая длина колонковых труб:
Категория пород по буримости - до | VIII | IX-X | XI-XII |
Длина колонковых труб, м | 6-10 | 3-6 | 2-3 |
Физическая природа процесса, протекающего при гидроударно-алмазном бурении, следующая.
При наложении на алмазную коронку вертикальных ударных импульсов выступающие под торцом коронки участки алмазов внедряются в породу, в результате чего создаются условия всестороннего объёмного сжатия алмазов. При этом прочность алмазов растёт.
При гидроударно-алмазном бурении практически не возникает заполировки алмазов, подклинок керна в колонковом снаряде в течение всего рейса.
В породах средней твердости наибольшую эффективность дают коронки с крупными алмазами с мягкой или нормальной матрицей. С увеличением твёрдости пород, а также в трещиноватых породах целесообразно применять коронки с твёрдой или очень твёрдой матрицей — импрегнированные коронки.
На забой необходимо подавать пониженное количество жидкости в соответствии с требованиями алмазного бурения: при диаметре 76 мм - 25-80 л/мин, при диаметре 59 мм - 20-60 л/мин.
Уменьшение количества поступающей на забой промывочной жидкости достигается сверлением в корпусе кернорвателя отверстия диаметром 6-8 мм или применением специального делителя потока.
Рекомендуемые параметры режимов бурения высокочастотными гидроударниками приведены в табл. 15.
Таблица 15. Параметры режима бурения высокочастотными гидроударниками
Категория |
Тип |
Наименование |
Значения | |
Диаметр | ||||
59 |
76 | |||
2 |
|
3 |
4 |
5 |
IV-VII |
CA5, CM5 |
Осевая |
8-12 |
10-14 |
У1-УП |
16A3; 04A3; 01A3; 01A4 |
4-10 |
5-12 | |
VIII-IX |
01A3; 01A4; 14A3 |
6-12 |
8-14 | |
IX-X |
01A3; А4ДП; И4ДП; 02ИЗГ |
8-15 |
10-18 | |
XI-XII |
02И4; 13И3; И4ДП; 02ИЗГ |
10-20 |
12-22 | |
IV-VII |
CA5, CM5 |
Частота |
450 |
350 |
VI-VII |
16A3-CB; 04A3; 01A3; 01A4 |
360-720 |
300-600 | |
VIII-IX |
01A3; 01A4; 14A3 |
360-200 |
300-720 | |
IX-X |
02И4; 13И3; И4ДП; 02ИЗГ |
360-900 |
300-900 | |
XI-XII |
02И4; 13И3; И4ДП; 02ИЗГ |
360-900 |
300-720 | |
IV-VII |
CA5, CM5 |
Расход |
60-80 |
100-130 |
VI-VII |
16A3-CB; 04A3; 01A3; 01A4 |
60-80 |
70-120 | |
VIII-IX |
01A3; 01A4; 14A3 |
60-80 |
100-130 | |
IX-X |
01А3; А4ДП; И4ДП; 02ИЗГ |
50-70 |
60-80 | |
XI-XII |
02И4; 13И3; И4ДП; 02ИЗГ |
40-60 |
60-80 |
Для перекрепления патронов буровой снаряд необходимо приподнять от забоя лебёдкой станка до прекращения работы гидроударниbа, насос при этом продолжает работать. Подъём снаряда от забоя должен быть не более 30-40 мм, так как при большем подъёме возможен срыв керна коническим кернорвателем.
При перекреплении патронов оставлять снаряд на забое нельзя, так как резцы невращающейся коронки под действием гидроударника углубятся на некоторую величину, и при возобновлении вращения могут быть сломаны или произойдёт обрыв снаряда.
Для срыва керна включают вращение снаряда и поднимают его на 0,5 м от забоя. Керн срывается специальными пружинами кернорвателя, монтируемыми в расточке нижнего конца колонковой трубы. Для проверки взятия керна, не включая насос, опускают снаряд, не доводя его до забоя на 10-20 см. Если снаряд спускается, не задерживаясь, то керн взят. Если обнаружится, что керн не взят, то необходимо на пониженном режиме дойти по керну до забоя, углубиться на 10-20 см и повторить срыв керна.
Запрещается накапливать шлам в скважине свыше 1 м, в противном случае надо проводить чистку призабойной зоны снарядом со шламовой трубой или специальную промывку скважины.
При обвалах доходят до забоя обычно буровым снарядом с твердосплавной коронкой.
При подходе к забою с гидроударником на пониженных режимах давление на манометре насоса должно быть 1,0 - 1,5 МПа. При падении давления ниже 1,0 МПа необходимо проверить насос, а при его исправности сменить манжеты гидроударника.
Если гидроударник прекратил работу (перестал стучать), а режим бурения в это время не менялся и углубка идёт нормально, это значит, что коронка вошла в мягкую породу. Если же гидроударник перестал стучать при прежнем режиме бурения, а углубка не наблюдается, то надо сменить гидроударник.
При бурении в сильнотрещиноватых и твёрдых породах возможны поломки твердосплавных резцов породоразрушающего инструмента. В этом случае скважину необходимо очистить от кусков твёрдого сплава, для чего опуcкают специальную ловушку или приспособление для забурки на забое кармана малого диаметра. Кусочки твердого сплава собираются в этом кармане. Опускают алмазную коронку, бурят ею 300-400 мм и извлекают керн, внутри которого находится карман с твердосплавными резцами.