19. Производительность и режимы бурения. Автоматизация буровых станков.

22) Под режимом бурения понимается наиболее эффективное сочетание параметров, определяющих его скоростные и качественные показатели.К параметрам режима роторного бурения относятся осевое давление на долото, число оборотов долота в минуту и количество подаваемой на забой промывочной жидкости при высоком ее качестве. Правильное сочетание параметров режима бурения определяется типом долота, зависящим от крепости и абразивности пород и формы рабочей поверхности забойного инструмента (заправки лопастей у долот РХ), профилем и характером расположения зубьев у шарошечных долот, диаметром долот и бурильных труб, производительностью насосов, качеством и состоянием оборудования и инструмента. Режим бурения зависит также от геологических условий, состава, состояния и свойств проходимых пород. Так, породы с крупнокристаллической структурой обладают лучшей буримостью, чем с мелкокристаллической структурой, и т. п.

Автоматизация управления буровыми установками

Одно из основных направлений научно-технического прогресса - автоматизация управления буровыми установками. Впервые такие работы были проведены в Японии фирмой «KokenBoring», в результате чего был создан автоматизированный станок для алмазного бурения. Компьютеры были использованы в буровой установке ДВН-1500 фирмы DiamantBoart, Д-4 фирмы Graelins, В-ЗОН фирмы JKS Boyles и некоторыми другими. Системы управления станков обеспечивали автоматическую установку параметров в зависимости от типов пород и их физико-механических характеристик информация о которых вводилась бурильщиком. Характерно, что эти параметры автоматически регулировались при отклонениях от заданного режима бурения или возникновении нестандартных ситуаций. Другая роль микропроцессора заключается в выполнении расчетов различных операций и контроле их соответствия предельно установленным значениям. Команда на выполнение той или иной функции задается нажатием кнопки на пульте, а микропроцессор оценивает возможность и целесообразность ее выполнения. Система электронного управления повышает безопасность работы и исключает возникновение аварийных ситуаций. Благодаря микропроцессору автоматически выполняются контрольные тесты исправности в системе агрегатов и узлов установки. Применение автоматических систем контроля работы двигателя, трансмиссии и рабочих органов, объединение их в единый управляющий узел привело к появлению буровых установок, где функция оператора свелась к минимуму. В основу совершенствования гидрофицированных буровых установок положена конструктивная схема с подвижным вращателем и гидроприводом рабочих органов. Динамично развиваются три типа гидроприводных установок с подвижным вращателем: низкомоментные высокооборотные для алмазного бурения, высокомоментные низкооборотные для бурения скважин большого диаметра и универсальные по методам бурения. Наблюдается тенденция повышения давления в гидросистемах буровых установок - в низкомоментных до 30 МПа, в универсальных до 20 МПа. Развитие буровой техники для бурения инженерно-геологических скважин происходит за счет использования навесных агрегатов и приспособлений к гидрофицированным установкам, а также повышения их максимального крутящего момента и грузоподъемности для обеспечения возможности бурения полыми шнеками со съемным керноприемником. Тенденции развития бурового оборудования для проходки гидрогеологических скважин тесно связаны с постоянно растущими потребностями в подземных видах различного назначения. Наиболее перспективной технологией бурения на воду является проходка скважин с использованием двойной концентрической колонны бурильных труб с выносом осколочных фракций горных пород по центральнмоу каналу внутренней трубы. Для этого способа используется специализированное буровое оборудование и инструмент: высокомоментные (600-1300 даН*м) буровые установки с подвижным вращателем, винтовые компрессоры производительностью 16 - 35 куб.м/мин и давлением 1,2-2,5 МПа, бесклапанные пневмоударники, рассчитанные на работу при давлении 1,4-2,4 МПа, двойные бурильные колонны наружным диаметром 114 и 127 мм (иногда используют колонны диаметром 89, 101, 130, 152 и 168 мм). Обычно при бурении на воду применяют пневмоударники диаметром от 112 до 220 мм с энергией удара от 36 до 268 даН м (от 360 до 2680 Дж) и ресурсом от 10 до 30 тыс. ч. Пневмоударники работают с частотой ударов 1000—1850 мин (-1).