Файл: Ручной Механический Взрывной.pptx

Основные принципы разрушения горных пород при бурении скважин

2. ОСНОВЫ РАЗРУШЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД

Способы разрушения горной породы:

1.     Ручной

2.     Механический

3.     Взрывной

4.     Специальный (гидравлический, термический, морозный, электрофизический и пр.)

5.     Комбинированный

Приемы разрушения горных пород.

1.Отбойка – отделение куска горной породы от массива.

2.Разделение негабаритов – разделение кусков имеющих неудобный размер для транспортировки.

3.Дробление – уменьшение размеров кусков горной массы раскалыванием или раздавливанием.

4.Измельчение – уменьшение размеров кусков горной массы раскалыванием, раздавливанием и истиранием на более мелкие кусочки, чем при дроблении.

5.Разборка – раскоп, разработка и выемка горной породы из массива.

6.Раскоп – разработка и выемка горной породы выкапыванием.

Ручная проходка осуществляется с помощью специального горного ручного инструмента: кайло, пластовка, подборка, горная лопата, кувалда, клинья. Изготавливается горный инструмент из специального высокопрочного металла.

2.3. Ручное разрушение горных пород

Разрушение горных пород или ручная проходка горной выработки ручным способом осуществляется главным образом в рыхлых и скальных породах поддающихся разборке или разрушению под воздействием ручного горного инструмента. Как правило это породы от I до IV и реже до VII категории по проходке классификации ЕНВ и ССН, принятой для геологоразведочных работах (ГРР). Это почвенно-растительный слой, торф, различные рыхлые породы (пески, глины, суглинки, гравийно-галечники, щебни и пр. Это породы от X до VIIa категории по Протодьяконову и реже до VI категории по Протодьяконову (сыпучие, землистые, мягкие и довольно мягкие горные породы).

Кайло, кирка

Пластовка

Горная лопата, подборка

2.4. Механическое разрушение горных пород

Для копания,

раскопа, разборки и отчасти отбойки горных пород используются механические лопаты или экскаваторы

Одноковшовый экскаватор с гидравлической системой управления, оборудованный обратной лопатой:

1 — поворотная платформа; 2— двигатель; 3— кабина; 4 —основная стрела; 8— гидроцилиндр управления рабочим органом экскаватора; 6 — рукоять; 7 — ковш; 8 — гусеничное ходовое устройство.

Схема работы многоковшовых экскаваторов:

а — экскаватор с ковшевой цепью; б — роторный экскаватор; в, г, д — профили траншей, разрабатываемых многоковшовыми экскаваторами; 1 — базовая машина; 2 — система управления положением рабочего органа; 3 — ковшовая цепь; 4 — ковшовый ротор; 5 — отвальный транспортер

2.5. Взрывное разрушение горных пород

Характер действия взрыва:

а — камуфлет; б — рыхление; в — выброс; 1 — заряд BB; 2 — зона разрушения; 3 — зона уплотнения

Схемы направленных взрывов:

а — при устройстве выемки; б — при устройстве насыпи; 1 — заряды ВВ; 2 — направления перемещения взорванного грунта; 3— проектная линия верха насыпи; I, II, III — очередность взрывания зарядов

Лопастные долота

Двухлопастное долото 2Л: 1 - корпус; 2 - лопасть; 3 - штырь; 4 - пластина

Долото трехлопастное истирающе-режущее (долото ЗИР)

1 - корпус; 2 - лопасти; 3 - сопло;

4 - стопорная шайба; 5 - уплотнительное кольцо; 6 - винт; 7 - стопорная шайба;

8 - штыри (твердосплавные)

Пикообразные долота

Выпускаются с обычной промывкой диаметрами от 98,4 до 444,5 мм двух типов:

- Ц - для разбуривания цементных пробок;

- Р - для расширения ствола скважины.

Пикообразное долото (пикобур) типа Р:

1 - корпус;

2 - лопасть;

3 - пластины;

4 - твердосплавные штыри

Алмазные долота

Алмазные долота с различными

профилями конусов

На алмазные долота приходится 4% общей проходки нефтяных и газовых скважин, причем этот показатель за последние годы стабилизировался. Механическая скорость составляет в настоящее время в среднем 1,5-3 м/ч, поэтому основной задачей является совершенствование долот и режима их отработки в направлении повышения механической скорости.

Шарошечные долота

Более 90 % всего объема глубокого эксплуатационного и разведочного бурения ведется с использованием трехшарошечных долот. Секционные долота представляют собой сварную конструкцию из трех отдельных лап, сваренных вместе. На верхнем конце долота нарезана замковая резьба. На цапфе через систему шариковых и роликовых подшипников устанавливается шарошка с беговыми дорожками. Цапфа - это опора шарошки. Тело шарошки оснащено фрезерованными стальными зубьями, размещенными по венцам. На торце со стороны присоединительной резьбы выбивается шифр долота, его порядковый номер и год изготовления. Долота изготавливаются как с центральной, так и с боковой системой промывки. Шарошечные долота выпускаются диаметрами от 46 до 508 мм.

Двухшарошечные долота

Предназначены в основном для бурения на небольших глубинах в мягких породах с пропластками пород средней твердости.

Двухшарошечные долота: а-В112МГ; 1 - секция (лапа); 2 - узел опор; 3 - шарошка; 4 - вооружение; б-2В93С

Одношарошечные долота

Состоит из корпуса 1 с присоединительной резьбой, нижняя часть корпуса выполнена в виде лапы 2 с наклоненной под 30° цапфой 4. На цапфе на подшипниках установлена сферическая шарошка 5. Шарикоподшипник двухстороннего действия (замковый) собирают через отверстие в лапе и цапфе. После сборки долота отверстие закрывают пальцем 3, который приваривают к корпусу. Промывочное отверстие 6 образует систему промывки долота.

Фрезерные долота

1 - корпус; 2 - отвод; 3 - лента спиральная; 4 - твердосплавные пластины; 5 - конические насадки; 6 - фиксирующая втулка; 7 - резиновое уплотнение;

8 - твердосплавные пластины; 9 - промывочные отверстия;

10 - пробка

Долота для колонкового бурения

для отбора образцов проходимых пород (керна) с целью изучения геологического строения разреза скважин, механических, абразивных, коллекторских свойств, состава и строения горных пород, а также состава и свойств насыщающего породу флюида. Для отбора керна бурят кольцевым забоем, при этом конструкция долота и режим бурения должны обеспечить сохранность керна. Колонковое долото состоит из: бурильной головки 1, корпуса 2, грунтоноски 6 с дренажным клапаном 5, в которую входит керн, керноприемного устройства 7, кернорвателя 8. Долото соединено с бурильной колонной переводником 3. Грунтоноска подвешена к корпусу долота жестко или на подшипниках 4, предотвращающих ее вращение при вращении

Специальные долота

Предназначены для работ в пробуренной скважине и в обсадной колонне (зарезные, расширители, фрезерные и др.).

Так фрезерное долото предназначено для разбуривания металлических предметов в скважине при аварийной ситуации

2.6 Специальные способы разрушения

Гидромониторная установка: а — гидромонитор с гидравлическим приводом; б — размыв породы встречным забоем; в — размыв породы попутным забоем; 1 — пульт управления; 2 — шланги; 3 — гидроцилиндры управления; 4 — ствол; 5 — насадка

Разрушение породы с помощью земельного снаряда (земснаряда).

Разработка землесосным снарядом: а — схема землесосного снаряда; б — схема работы; 1 — грунтозаборное устройство; 2 — напорный пульпопровод; 3 — папильонажные сваи; 4 — плавучий пульпопровод; 5 — грунтовый насос; 6 — корпус; 7 — всасывающий трубопровод; 8 — береговой пульпопровод; 9 — карта намыва.