Выбор оптимальных режимов бурения

При выборе оптимальных режимов бурения шнековыми бурами в первую очередь следует задаться критерием оптимизации. Если принять в качестве основного критерия механическую скорость бурения vм, то соотношение осевой нагрузки Рос и частоты вращения n бура следует подбирать, исходя из следующих значений: Рос=10÷60 кН, n=15÷2 св-1. Эти значения Рос и n приемлемы для буров диаметром от 1,0 до 1,5 м при бурении по рыхлым породам (ρ= 1500÷1700 кг/м3). Если шурфобур имеет другой диаметр (в пределах 0,5—1,0 м и 1,5—2,0 м), то качественная картина зависимости vм=f(Poс, n) остается такой же, однако механическая скорость увеличивается на 10% на каждые 10 см уменьшения диаметра бура и соответственно снижается при увеличении его диаметра.
При бурении по плотным породам (ρ=1700÷2000 кг/м3) необходимо частоту вращения уменьшать в 1,5 раза, а по очень плотным породам (ρ=2000÷2400 кг/м3) — в 2 раза; осевая нагрузка соответственно увеличивается в 1,2 и 1,5 раза. Если выбранные ранее шурфопроходческие установки не обеспечивают необходимой частоты вращения бура или осевой нагрузки, то, задавшись одним из этих параметров, второй подбирают таким образом, чтобы механическая скорость была максимально возможной.
В качестве критерия оптимизации можно также избрать удельную мощность на бурение, особенно при недостаточной мощности привода установки. Увеличение или уменьшение диаметра бура приводит к пропорциональному изменению удельной мощности. Переход к бурению по плотным породам требует соответственно введения коэффициента 1,5—2,0 на увеличение удельной мощности.
Для дисковых и ковшовых буров оптимальные режимы бурения подбирают так же, как для шнековых.
Параметры режимов бурения шурфов в зависимости от типа бура и плотности пород при диаметре бура, равном 1 м, приведены в табл. 23.4.

Для аккумулирующих буров цикличного действия (см. рис. 23.5, а) режимы принимаются такими же, как для ковшовых буров равного диаметра. Аккумулирующие буры непрерывного действия (см. рис. 23.5, 6) могут работать при бурении по водонасыщенным породам и характерны постоянным вращением шнека. При этом корпус бура не вращается, а опускается вниз под действием собственной массы или осевой нагрузки по мере «перекачки» в аккумулятор породы.
Техническую скорость бурения шурфов можно ориентировочно определить по следующей формуле, м/ч

где h — углубка шурфа за один оборот бура при оптимальной нагрузке, м; n — частота вращения бура, св-1; kв — коэффициент, учитывающий затраты времени на вспомогательные операции при бурении (наращивание бурового става, спуск-подъем бура, разгрузка и уборка породы и т. п.).
Значение коэффициента для скользящих по буровой колонне буров в зависимости от типа шурфобура и его диаметра при глубине шурфов до 15 м приведены в табл. 23.5.

---