Бурение шахтных стволов в породах средней крепости (часть 2)

За время использования роторно-турбинного бурения испытаны в производственных условиях несколько способов очистки забоя от шлама.
1. Периодическая очистка забоя эрлифтом во время перерывов в бурении. Колонна эрлифта состоит из вертлюга, рабочей трубы и бурильных труб, внутри которых расположены воздушные трубы диаметром 50 мм с шаровыми клапанами. Подача разбуренной породы к пульпоподъемнику осуществляется вращег нием приподнятого над забоем на высоту 1,5—2 м агрегата УТБ ротором 2 буровой установки (см. рис. 23.16)
2. Очистка забоя через боковую скважину. Жидкость, дойдя до забоя, вместе со шламом попадает в заранее пробуренную пилот-скважину, откуда по боковой эрлифтной скважине, соединенной с пилот-скважиной, поднимается на поверхность. Достоинство этой схемы — хорошая очистка забоя. Недостатки: бурение дополнительных скважин и особенно сложность сбойки боковой скважины с пилот-скважиной.
3. Комбинированный способ очистки забоя от шлама состоит в оснащении агрегатов РТБ двумя шламоуловителями и специально направленными насадками, очищающими забой от шлама. Первый шламоуловитель 6 расположен над долотами турбобуров (см. рис. 23.14), а второй шламоуловитель 4 — над утяжелителями 5. Часть насадок размещена в долотах и предназначена для удаления шлама из-под шарошек, а другая часть насадок с лопастями способствует подаче бурового раствора со шламом вверх. В результате направленного потока шлам оседает в шламоуловителях.
Из перечисленных способов очистки забоя от шлама наиболее часто применяют третий вариант.
Количество промывочной жидкости, проходящей через каждый турбобур агрегата РТБ, должно быть не менее 30—40 л/с.
Вращение РТБ при бурении может осуществляться двумя способами: 1) за счет реактивного момента, возникающего при контакте долот турбобуров с забоем, 2) ротором буровой установки. Чаще всего при бурении стволов и скважин осуществляется принудительное вращение агрегатов РТБ. Для этого используется индивидуальный привод ротора буровой установки. Осевое усилие на агрегат РТБ должно обеспечивать его максимальную частоту вращения и соответственно механическую скорость бурения. Отсюда следует, что для каждой конструкции РТБ, типа долот, прочностных свойств пород можно подобрать оптимальное сочетание параметров режима бурения.
Параметры режима бурения агрегатами РТБ в зависимости от прочности породы при сжатии приведены в табл. 23.8.

Механическую скорость бурения при использовании турбинных буров (агрегатов) можно приблизительно оценить по формуле, м/ч

где V — объем породы, откалываемый за один удар зубца шарошки по забою, м3; k — плотность поражения забоя зубцами шарошек за один оборот бура, мв-2; n — частота вращения бура, св-1.
Зависимость параметров бурения от предела прочности породы при сжатии приведена в табл. 23.9.