Эксплуатация бурового инструмента: методы, продлевающие срок службы бурильных долот и штанг.
Срок службы бурового инструмента зависит не только от качества материала. Даже высококачественный переходник хвостовика, муфта, бурильная штанга и долото могут преждевременно выйти из строя, если процесс бурения плохо контролируется. Правильная эксплуатация защищает всю буровую колонну, улучшает проходческие характеристики и снижает затраты на бурение и взрывные работы.
Для тяжелых буровых установок с направляющими рельсами, гидравлических буровых установок типа «джамбо» и других мощных буровых установок для горных пород, буровая колонна должна передавать энергию удара, вращение и усилие подачи, одновременно сопротивляясь изгибу, износу резьбы, вибрации и внезапным перегрузкам. Следующие методы помогают продлить срок службы бурового инструмента и поддерживать стабильную производительность.
Начинайте прохождение лунки постепенно.
Укрепление бурильной колонны — один из важнейших этапов бурения. В начале скважины долото еще не направляется породой. Чрезмерная подача или полная энергия удара могут привести к проскальзыванию, отскоку или неравномерному удару долота о поверхность породы.
Контролируемая процедура удержания бурового долота помогает обеспечить прямолинейность скважины и защищает долото. Начните с соответствующей промывки и умеренной подачи. После того, как долото полностью войдет в скважину и она будет правильно сформирована, параметры бурения можно увеличить до нормального рабочего уровня.
Агрессивный запуск может создавать высокое локальное напряжение в долоте, твердосплавных элементах, хвостовике и соединениях штанги. Он также может вызывать нагрев при недостаточной промывке. Результатом может стать скол твердосплава, трещины в вставках, повреждение резьбы или преждевременный выход штанги из строя.
Держите бурильную колонну выровненной.
Несоосность является основной причиной ненужных повреждений бурового инструмента. Перед началом бурения переходник хвостовика, муфта и буровая штанга должны быть соосны. Если подающая балка, стрела или буровая каретка смещаются во время работы, перед подключением следующей штанги необходимо проверить соосность.
Ввинчивание стержня в смещенную муфту может повредить резьбу или создать изгибающее напряжение в месте соединения. Резьба может зацепиться лишь частично, а последующий удар и вращение могут привести к поломке муфты, стержня или стержня вблизи основания резьбы.
Перед установкой буровой штанги проверьте состояние резьбы, положение муфты и соосность соединения. Если соединение не зацепляется плавно, определите причину, а не пытайтесь установить его силой. Правильная соосность занимает гораздо меньше времени, чем восстановление после обрыва буровой колонны.
Обращайтесь с застрявшей сверлильной сталью осторожно.
Застревание стальной арматуры может произойти в трещиноватых породах, полостях, рыхлом материале или при плохом промывании. Это распространенная проблема при бурении, но импровизированные методы принудительного извлечения могут превратить решаемую проблему в серьезную потерю инструмента.
Не ударяйте по буровой колонне другим стержнем и не прилагайте неконтролируемого усилия натяжения. Такие действия могут привести к растрескиванию муфт, повреждению резьбы или поломке хвостовика и стержня. Вместо этого используйте рекомендованную производителем процедуру восстановления, соответствующую модели буровой установки и условиям площадки.
В целом, при извлечении буровой колонны следует сосредоточиться на уменьшении заклинивания, поддержании надлежащей промывки и применении контролируемой регулировки вращения и подачи. Если извлечение буровой колонны не представляется возможным безопасным, следует следовать установленной на площадке процедуре действий при застревании инструмента. Правильные действия защищают операторов, оборудование и скважину.
Извлечение стержней без повреждения резьбы.
Резьбовые соединения могут заклинить после бурения из-за ударов, нагрева, пыли и высокого контактного давления. Перед разрывом соединения дайте буровой колонне ослабнуть в соответствии с режимом работы машины. Контролируемое вращение или последовательность вибраций могут помочь освободить резьбу.
Принудительное соединение под большой нагрузкой в обратном направлении может повредить переходник хвостовика, муфту или шток. Повреждение резьбы снижает передачу энергии и создает концентрацию напряжений, что сокращает срок службы при усталостных нагрузках.
Поддерживайте чистоту резьбовых соединений. Каменная пыль, буровая крошка и коррозия могут ускорить износ и затруднить разборку. Используйте соответствующую смазку для резьбы, если это указано производителем оборудования, и заменяйте муфты или стержни при износе резьбового профиля.
Обеспечьте эффективную промывку.
Промывка выполняет несколько функций: она охлаждает буровое долото, удаляет буровой шлам из скважины и предотвращает повторное измельчение дробленой породы. В мягких, слабых или сильно трещиноватых породах мелкие частицы могут смешиваться с водой и образовывать пастообразную массу вокруг буровой колонны. Это может затруднить извлечение инструмента и увеличить риск застревания.
Достаточный поток воды или воздуха помогает выводить буровой шлам из скважины. Необходимые настройки зависят от метода бурения, состояния породы, глубины скважины и конструкции бурового долота. Если буровой шлам не выходит из скважины эффективно, операторам следует проверить систему промывки, а не продолжать принудительное бурение.
Некачественная промывка может привести к чрезмерному износу долота, снижению скорости проходки, нестабильности бурения и дополнительному напряжению во всей колонне инструментов.
Измельчайте сверла до того, как износ станет слишком сильным.
Техническое обслуживание бурового долота является неотъемлемой частью эксплуатации бурового инструмента. Твердосплавные вставки и пластины следует перетачивать до того, как они станут чрезмерно плоскими, потрескаются или выйдут из строя. Своевременная заточка восстанавливает режущий профиль, улучшает проникновение и снижает нагрузку на буровую штангу и систему муфт.
Острое долото разрушает породу более эффективно. Тупое долото увеличивает сопротивление породы, что может снизить скорость проходки и повысить вибрацию. Эта дополнительная нагрузка влияет не только на долото, но и на каждую часть буровой системы.
Операторы должны регулярно проверять биты на наличие следующих признаков:
Приплюснутые пуговицы или изношенные режущие кромки.
Потери в измерительном приборе.
Трещины, узоры, напоминающие змеиную кожу, или повреждения от карбидов.
Сломанные кнопки.
Чрезмерный износ стального корпуса вокруг твердосплавного элемента.
Засоренные или поврежденные сливные отверстия.
Интервалы шлифовки должны определяться исходя из абразивности породы, типа долота, производительности бурения и результатов осмотра. Плановое техническое обслуживание экономичнее, чем ожидание, пока долото получит серьезные повреждения.
Рассматривайте буровую систему как единое целое.
Наилучшие результаты бурения достигаются за счет правильного подбора оборудования, инструментов и методов работы. Тип долота, размер штанги, резьбовая система, мощность бурения, усилие подачи, скорость вращения и промывка должны соответствовать условиям породы и выполняемой задаче бурения.
Правильные методы работы позволяют снизить количество предотвратимых отказов. Постепенное затягивание, точная центровка, контролируемое извлечение застрявшей стали, бережное обращение с резьбой, эффективная промывка и своевременная шлифовка — все это способствует увеличению срока службы бурового инструмента.
Для горнодобывающих и строительных бригад эти методы улучшают не только срок службы расходных материалов. Они помогают поддерживать скорость проходки, сокращать время простоя, защищать дорогостоящее буровое оборудование, снижать общую стоимость пробуренного метра.
