Какой вес следует прикладывать к буровому молотку ДТХ? Ответ меняется с каждым пройденным метром.
Спросите трех бурильщиков, какое давление подачи нужно приложить к буровому молотку погружного бура, и вы получите три разных ответа — и все три могут быть неверными на разных глубинах. Давление подачи на буровой установке погружного бура — это не параметр, который можно установить и забыть. Это постоянно меняющийся параметр, который зависит от диаметра долота, твердости породы и — что особенно важно — от того, сколько бурильной колонны уже находится в скважине.
Вот как определить правильное число, и почему ошибка в любом направлении губит сверла и молотки.
Задача давления подачи: просто удерживайте его на месте.
В буровом молотке ДТХ разрушающую работу выполняет поршень, а не система подачи. Давление подачи имеет одну задачу: удерживать долото в плотном контакте со дном скважины, чтобы энергия поршня передавалась в породу, а не возвращалась обратно через молоток.
Это означает, что усилие подачи должно быть достаточным, чтобы компенсировать отскок от удара поршня — тенденцию молотка отскакивать от нижней части после каждого удара. Слишком малое усилие подачи — и молоток отскакивает. Слишком большое усилие подачи — и вы боретесь с породой и загружаете компоненты, которые не должны быть загружены. Оптимальный диапазон узок и постоянно меняется.
Простое эмпирическое правило: 500 фунтов на дюйм.
Для начала бурения скважины — укрепления — стандартная отправная точка в отрасли проста: 500 фунтов усилия подачи на дюйм диаметра бурового долота, или 9 килограммов на миллиметр.
Для сверла диаметром 6,5 дюймов: 500 × 6,5 = 3250 фунтов. Для сверла диаметром 165 мм: 9 × 165 = 1485 килограммов. Это ваше начальное давление подачи.
Но вот что большинство людей упускают из виду: это…отправная точкаЭто не настройка. Это правильное значение для первого метра ямы. По мере углубления ямы это значение меняется.
Исправление, которое никто не делает: Вес буровой нити
Манометр на буровой установке показывает усилие подачи, которое прикладывает машина. Но фактическое усилие, действующее на долото в нижней части скважины, отличается — потому что сама буровая колонна имеет вес, и этот вес давит на долото через молоток.
На поверхности избыточное давление равно силе долота, поскольку буровая колонна еще не подвешена. На глубине 50 метров колонна — стержни плюс молоток — может весить тонну. На глубине 200 метров — несколько тонн. Этот вес — результат работы системы подачи под действием силы тяжести. Если оставить настройку подачи на уровне упора, тодействительныйСила удара теперь равна значению зажима.плюсВес струны. Вы перекармливаете струну ровно на вес струны.
Коррекция проста: уменьшите давление подачи по мере углубления скважины, вычитая вес бурильной колонны из значения утолщения. Сохраняйтебит силаПостоянным должно быть давление, а не показания манометра. На практике это означает, что давление из манометра должно снижаться по мере углубления отверстия.
Почему избыточный вес — это проблема
Всегда возникает соблазн добавить вес, чтобы ускорить проникновение. Но с молотком ДТХ это так не работает. Разрушение осуществляет поршень, а энергия поршня определяется конструкцией молотка. Дополнительная сила подачи не увеличивает силу удара поршня. Она просто:
Сокращает срок службы битов.Избыточная подача сильнее вдавливает вставки долота в породу во время фазы вращения, ускоряя износ опорного ряда. Вставки и так выполняют максимальную работу; дополнительная подача лишь сильнее измельчает их, задевая абразивную породу.
Загружает шлицы и патрон.Долото передает вращающий момент через шлицы. Дополнительное усилие подачи увеличивает трение в месте соприкосновения долота с породой, что повышает требуемый крутящий момент и, следовательно, сильнее нагружает шлицы. Износ шлицов является одной из наиболее распространенных причин преждевременного вывода молотка из эксплуатации.
Согивает струну.В твердых, неровных породах избыточное усилие подачи приводит к изгибу бурильной колонны. Изогнутая колонна под ударной нагрузкой — это колонна, подверженная усталости при изгибе. Страйки и корпус молотка страдают.
Почему слишком низкий вес хуже
Если избыточная подача постепенно сокращает срок службы инструмента, то недостаточная подача приводит к внезапным и серьезным поломкам. Молоток с недостаточной подачей отскакивает. Когда сверло отходит от нижней части между ударами:
Отверстие смещается.Отскакивающее долото не может двигаться прямо. Отверстие отклоняется. В глубоких скважинах несколько градусов отклонения сверху превращаются в метры бокового смещения снизу.
Поршень производит холостой выстрел.Когда долото отходит от дна, энергия поршня не имеет куда деваться. Она передается через корпус молотка, а не через камень. Холостый выстрел — самый быстрый способ разрушить внутренние компоненты молотка.
Шлицы нагреваются.В патроне сверло дребезжит, отскакивая. Трение между хвостовиком сверла и шлицевыми поверхностями создает экстремально высокие локальные температуры. Тепловое повреждение шлицов необратимо — после воздействия тепла поверхности разрушаются независимо от последующих действий.
Вставки легко вынимаются.Вибрация и дребезжание от ударных молотков давят на вставки в их гнездах. Недостаточная подача при сверлении является одной из основных причин потери вставок — вставки не ломаются, а просто выпадают, потому что сверло не работало достаточно стабильно, чтобы удерживать их на месте.
Практическая рутина
Вот рабочий метод:
Начните с эмпирического правила.500 фунтов на дюйм, или 9 кг на миллиметр, при надевании ошейника.
Наблюдайте за поведением, а не за показаниями прибора.Правильное давление подачи — это такое, при котором молоток работает плавно, без отскоков и вибрации. Если вы слышите резкие металлические удары, немного увеличьте подачу. Если вращающийся двигатель работает с трудом или проникновение останавливается, уменьшите подачу.
Отрегулируйте глубину.По мере увеличения натяжения струны уменьшайте её вес. Поддерживайте постоянное усилие сверла, а не показания калибра.
Учитывайте особенности скалолазания.Для мягких пород требуется меньшая подача — долото легко проникает в породу, а избыток подачи забивает зазор. Для твердых пород требуется большая подача — но только до тех пор, пока вставки не перестанут отскакивать и не начнут дробить породу.
Никогда не настаивайте.Когда проходимость замирает, решение почти никогда не заключается в увеличении подачи. Проверьте состояние долота, проверьте давление воздуха, проверьте молоток. Давление подачи — это параметр контакта, а не параметр проходимости.
Бурильщик, понимающий принцип подачи, — это не тот, кто устанавливает значение и уходит. Это тот, кто следит за молотком, прислушивается к звуку и вносит небольшие корректировки каждые несколько метров. Манометр — это ориентир. Молоток — это авторитет.
