автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.14, диссертация на тему:Обоснование рациональных областей применения различных типоразмеров алмазных коронок и разработка рекомендаций по повышению эффективности процесса алмазного бурения

ч I

ШНИСТЕРСТВО НАУКИ, ВОТЕ? ШКОЛЫ и ТЕХНИЧЕСКОЙ политики РОССИГСКОР ФЕДЕРАЦИИ

КОШТЕТ ПО ШСШЕР ШКОЛЕ

Московский Ордена Трудового Красного Знамени геологоразведочный институт имени Серго Орджоникидзе

На правах рукописи

X И Е У ХНУ БО

ОБОСНОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ ОБЛАСТЕГ ПРИМЕНЕНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОРАЗМЕРОВ АЛМАЗНЫХ КОРОНОК И РАЗРАБОТКА РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО ПОВЫШЕНИЮ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЦЕССА АЛМАЗНОГО БУРЕНИЯ

Специальность 05.15.14 - "Технология и техника

геологоразведочных ра^т"

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата, технических наук

Мэскьа 1992 г.

Работа выполнена в псковском Ордена Трудового Красного •°чамени геологоразведочном институте имени Серго Орджоникидзе.

Научный руководитель - доктор технических наук,

профессор А.Г.Калинин

Научный консультант - кандидат технических наук,

доцент Н.В.Соловьев,

Официальные оппоненты -доктор технических наук,

профессор Л.Л.Лачинян - кандидат технических наук, с.н.с. В.К.Болодченко

Ведущее предприятие • ПГО "Центргеология"

Защита состоится "4^"февроля"1993 г. в час. мин., в ауд.415 на 31. едании специализированного совета Д.ОбЗ.БЬ.О! при Мэсковеком ордена Трудового ¡фасного Знамени геологоразведом ном институте имени Серго Орджоникидзе (г.Москва, ; т. ЬЫклухо-Лаклая, "3).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГРИ. Аьтореферат разослал » Алий года.

Ученый ¿ екретпь специализированного

совета, доктор технических наук, о >

'-')•/ А-

профессор с.-, г»" _ А. М. Лимитоьокий

РОССИИ

)СУй»•

ЬИс^лСн Ьл д

ОБДАЙ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

В условиях разведки месторождений полезных ископаемых СРВ для повышения производительности и снижения стоимости бурения необходимо принять на вооружение прогрессивные технологические способы и технические средства, шлучиввио распространение в России и других странах мира. В связи с этим внедрение алмазного бурения позволяет получить высокие технико-экономические показатели.

Известно, что производительность алмазного бурения зависит от многих факторов. Одним из факторов является разработка и внедрение современной алмазосберегающей технологии бурения, к которой относится разработка рациональных областей применения различных типоразмеров коронок, а также определение оптимальных режимных параметров бурения б зависимости от конкретных геолого-технических условий бурения.

В настоящее.время, известные рекомендации по технологии алмазного бурения геологоразведочных скважин, выбору рациональных областей применения алмазного породоразрудающего инструмента,

Iг

промывке скважин разработаны недостаточно полно и носят общий характер по отдельным направлениям. Нроме того, существующие методы оценки процесса взаимодействия пары "коронка-порода" не отражает сущность самого процесса разрушения коронкой горней породы и износа самой коронки. Этот процесс Есегда срязан с кояструктиЕными особенностями коронки, с параметрами режима бурения, с теплофнзи-чесними явлениями, происходящими е процессе буренл^. В настоящее время алмазное бурение с очисткой забоя газобидноотними смесями (ГдС) в благоприятных услогиях - эффектиачое технологическое средство. Практика показала, что очистка ззбоя скражин ГЖС при элглпз-

ном бурзник позволяет поеысить производительность и снизить стоимость буровых работ. Особое значение это имеет при бурении в условиях поглощения промывочной жидкости к других геологических осложнениях. К таким районам отнесены некоторые месторождения Северного Вьетнама (месторождения угля, железистых кварцитов, олова, вольфраыитов и др.), где сосредотачивается основной объем алмазного бурения СРВ. В связи с этим актуальны исследования рациональных областей применения различных типоразмеров алмазных коронок, Енедрекие нового вида очистного агента в специфических условиях— Вьетнама.

Цель работы

Обоснование рациональных областей применения различных типов алмазных коронок и разработка рекомендаций по повышению эффективности процесса алмазного бурения в условиях СРВ.

Основные задачи исследований

1. Обоснование и выбор критерия оценки эффективности процесса взаимодействия пары "коронка-порода",

2. Аналитические исследования по выбору рациональных типов и составов промывочных жидкостей. '

3. Исследования триботехнических свойств промывочных жидкостей.

4. Еыявление закономерностей износа и разработка методики расчета интенсивности изнашивания объемного слоя алмазных коронок на основе изучения энергоемкости забойного процесса алмазного бурения.

5. Разработка критериев районирования условий алмазного бурения по ожидаемым технико-экономическим показателям.

6. Разработка методологических рекомендаций на основе изучения критериев районирования услогий бурения для выбора рациональ-

* 7'л по в алмазных коронок, оптимальных режимов бурения, рицио-яькьк составов и ьидов промывочных жидкостей в конкретных геоло-ческих условиях СРВ.

Методика исследований

Перечисленные задачи решались на основе анализа и обобщения lepaTypnux данных, математического анализа с привлечением сов-«ениых представлений триботехники и проведении экспериментальных следований в лабораторных и производственных условиях.

Обработка результатов выполнена с использованием современных годов математической статистики.

Научная новизна

1. Уточнена оценка характера взаимодействия пари "алмазная зонка - горная порода".

2. Впервые применена методика оценки триботехнических сеойстб 1Мыеочных жидкостей на осносе изучения энергетических критериев юйного процесса бурения.

3. Впервые ¡предложен и аналитически обоснован критерий райо-ювания условий алмазного бурения по ожидаемым технивд-дкономи-ким показателям с использованием энергетических криге^авй аа-1ного процесса алмазного бурения, что позволяет выбирать необхо-!ые "млн ¿¡¿ЧъЗЩ'Н рй-оабатувать оптимальные режимные ш^етры адмэгного бурения в конкретных условиях бурения.

4. Предложен упрощенный метод расчета интенсивности износа емного слоя алмазных коронок по величине углубки за рейс, поз-яющий оперативно оценивать работоспособность коронки г про из год-енных и лабораторных условиях.

5. Теоретически обоснован и экспериментально подтеог'^дрн мо-

выбэра р&ииональкж областей применения некоторых типов s.-v.yj-

коронок р условиях СРВ для погилен:« лрэгзг-олэтельноз'гк о .>"•'-

нии на твердые полезные ископаемые.

Практическая ценность

1. Предложена ыетодика оценки эффективности взаимодействия пары "коронка-порода", которая может быть использована для оцени эффективности и выбора рациональных областей применения породорс рушагоцего инструмента и технических средств.

2. Разработаны рекомендации по выбору рациональных типов ал мазных коро"ок на основании изучения энергетических критериев за бойного процесса бурения.

3. Разработаны рекомендации по выбору видов промывочных жид костей с целью снижении износа и энергетических затрат в процесс алмазного бурения.

4. Разработаны методические основы оценки триботехнических свойств промывочных жидкостей.

5. Предложен метод расчета интенсивности износа объемного слоя алмазных коронок, обеспечивающий оперативную оценку работоспособности алмазных воронок.

6. Разработаны рекомендации по использованию конкретных тип алмазных коронок для повышения производительности бурения в уело вин) СРВ.

Экономическая эффективность внедрения предложенных рекоменд ций оценивается свыше 32 миллионов вьетнамских донгов в год при урении месторождений твердых полезных ископаемых СРВ.

Достоверность основных положений и выводов подтверждена сходимость» результатов аналитических и экспериментальных исследований в стендовых и производственных условиях.

Апробации работы

Основные положения работы доложены на научных конференциях

енероз по бурению Главного Геологического Управления СРВ (1978, 2, 1988 гг.) и научных конференциях профессорско-преподаватель-го состава, аспирантов и студентов ¡ТРИ (1991-1992 гг.). •

Публикации

По теме диссертации опубликованы 3 статьи в журналах "Извес-

гуяов" в разделе "Геология и Раз редка" и "Экономика минераль-о сырья" Главного Геологического Управления СРВ.

Рецепте научные положения, защищаемые в работе

Г. Им оценки ^[(¡¡ектирно'зти процесса взаимодействия пары "кока-порода" необходимо учитывать энергетические.'критерии забой-о процесса алмазного бурения и, в первую очередь, для оценки рушения горных пород алмазной коронкой удельную энергоемкость

У , для оценки износа объемного слоя коронки - удельный объем-

«ум ' .

износ ууд.

2. Для районирования условий алмазного бурения .по ожидаемым нико-окономическим показателям р конкретных условиях необходи-использовать энергетические критерии.

3. Выбор рациональных типоразмеров алмазных коронок и опти-ьных параметров режима бурения должен производиться путем ана-а значений энергетических критериев забойного процесса бурения.

4. Необходимо учитывать триботехнические свойства очистного нта дл-т ЕЫбора рациональных типов и составов промывочных жид-тей в конкретных геологических условиях.

5. Рациональными типами алмазных коронок, рекомендуемых для менения в условиях месторождений СРВ при бурении трещиноватых од УШ-ХП категорий по буримости, яеллются коронки, армированные иулированными алмазами типа 02ИЗГ, 02И4Г и БС-20.

Объем и структура, работ;:

Диссертация состоит из введения, общих еыродов, шести глав, - 5 -

приложений, списка литературы (01 нгишенования), содеркк-г TS страниц машинописного текста. Текстовое часть иллюстрирована 19 рисунками и 31 таблицей.

• Бо введении обосновывается актуальность проЕодимых исследо ний в условиях месторождений СРВ.

В первой главе приводится анализ современная технологии ал мазного бурения в различных условиях. На основе пнолкэа вкяьяш! влияния свойств горных пород, промывочные жидкостей, конструкт нкх особенностей коронки на эффективность 'адм4Ш1ого_б}рения. ¡'¡.i водится анализ критерия Еыбора рациональных областей применения алмазных коронок. На основе прове. .иного анализа сформулировали цель к задачи исследований. .

Во Еторой главе рассмотрена экспериментально-теоретическая методика исследований. Даны аналитические исследования процесса алмазного бурения, кал системы взаимодействия пары "коронка-яорс да". Проведен выбор принципов модёлироьанил, специально оборудованного стенда, лабораторного прибора для оценки смазочной спооо ности растворов CP-I, методики проведение экспериментов и статис тической обработки опытных данных и оценки достоверности проведе ных результатов.

' Б третьей главе рассматривается Еопрос применения промывочн жидкостей для алмазного бурения. Подробно изложена классификация условий бурения и, в первую очередь, для условий СРВ. Проведены анализ и исследования рашональных типов и составов промывочных жидкостей, перспективы их применения. Приводятся подробные резул таты исследований триботехнических свойств растворов, роль коэфф; циента трения и пути его снижения в процессе алмазного бурения. Выявлено влияние состава очистного агента на износ коронки. ПроЕ' дены исследования охлаждающей роли промывочной жидкости, расчет

температурного реч;кма коронки при бурении о ГХС. В конце главы приводите» нлодн и рекомендации.

В четвертой главе рассмотрен забойный процесс работы алмазной коронки. Подробно рассмотрена энергетическая характеристика процесса, на основе которой разработаны критерия оценки эффективности процесса взаиыодействия пары "коронка-порода" и оперативная оценка характера этого процесса, Приведены выводы и рекомендации по исследуемым критериям.

Б пятой главе обосновывается методика районирования условий 5урения по ожидаемым технико-экономическим показателям. Приведены результаты исследований критерия районирования в стендовых и про-«водственных условиях (месторождения кварцитов рудника "Екный" Ю "УралквярцсамоцветьГ, 2-х месторождений олова и Еольфрамктов 1РВ). На основе анализа теоретических и производственных исследо-заний предложены рациональные типы алмазных коронок, особенно для ¡урения в условиях СРВ. Приведены выводы и рекомендации по главе.

В шестой главе приведены производственные результаты исследо-1аииЙ по внедрению рациональных типов и составов промывочных жид-остей, рациональных типов коронок.. По этим результатам были сфор-улированы рекомендации по районировании условий алмазного бдения ля специфических условий Вьетнама. В этой же главе определена кидаемая экономическая эффективность внедрения рекомендаций по аЙонкрОЕанип условий бурения в СРВ.

Диссертация выполнена на кафедре разведочного бурения Мэсков-юго ордена Трудового фасного Знамени геологоразведочного пиетиста имени Серго Орджоникидзе.

Аетор выражает глубокую благодарность научному руководителе, жтору технических наук, профессору А.Г.Калинину, научкему ксн-гдьтанту, кандидату технических наук, доценту Н.В.Сг.ло!,ьеьу пл

огромную помощь и научное руководство.

Автор приносит глубокую признательность члену-корреспонденту АЕН Рф, доктору технических наук, профессору Д.Н.Бншсатову, всем сотрудникам кафедры разведочного бурения МГРИ за всестороннюю помощь в процессе выполнения и оформления диссертационной работы, а также главному инженеру ГРП рудника "йкный" ПО "Уралкварцсамоцва-ты" А. Ф. Хренову за помощь и поддержку е процессе проведения производственных исследований.

Автор весьма признателен заведующему отделом еверхтьердих на териалов в бурении ИСМ АН Украины, кандидату технических наук Богданову Р.К. за большую методическую помощь в проведении иссладоваг ний с использованием синтетических алмазных коронок.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЦ

Исследователи, занимающиеся вопросами теории разрушение горных пород, по-разному трактуют процесс, происходящий при алмазном бурении. аомаицев Я.А. и ряд других авторов считают, что разрушение породы происходит в основном путем истирания, при этом не исключаются возможности резания отдельных зерен, а также юс раздавливания. С.С.Сулакшин, Л.И.Барон, Е.Ф.Эгглтейн и другие приходят к выводу о том, что происходит микрорезение и резание. Л.А.Шрейнер и др. считают, что определяющим фактором являе" ■ ее скалигание, вместе с тем они не отрицают возможности сочетался скалывания с резанием.и истиранием. А.Шашев, И.А.Сстроулко и др. утверждают, что горная порода разрушается за счет смятия и раздаЕЛиванил, при бурении пород средней твердости возможно се резание. Р.М.Эйгелес, С.Я.Сологуб, А.М.Владимирский и др. считают, что порода разрушает ся за счет скалывания. Бее эти трактовки отражены и в подходе к изучению забойного процесса алмазного бурения и, в.первую очередь

- 8 -

< расчету забойной мощности и оценке характера взаимодействия пат "алмазная коронка - горная порода".

Для оценки эффективности процесса взаимодействия пары "козонка - порода" многие исследователи принимают различные критерии, но большинство этих авторов склонны к принятия критерия энергоемкости для оценки названного процесса. Наиболее существенные (СследоЕания в этом направлении проведены Б. М.Ребриком, Д.Н. эашкатовым, Н.В.Соловьевым (МГРИ), В.Г.Кардькем, Л.А.Лачиняном, ).А.Арифулинкм, А.С.Окмянским (СКВ ВПО "Геотехника"), Г.А.Блиновым, В.И.Васильевым (ВИТР ВПО "Геотехника"), Р. К. Богдановым (ИСМ 1Н Украины) и др.

На основании методов оценки эффективности работы алмазной :оронки, разработанных названными вше авторами, и исходя из це-[И исследования для оценки эффективности процесса взаимодействии |ары "коронка - порода" принимается критерий энергоемкости забой-ого процесса бурения.

Известно, что в процессе, разруления алмазной коронкой горной ороды происходит отделение какого-то объема породы \/п . для ценки эффективности процесса взаимодействия пары "коронка - по-ода" целесообразно анализировать взаимосвязь эффективности раз-ушения породы на забое и интенсивности изнашивания объемного слоя лмазной коронки, поскольку разруление породи можно охарактеризо— ать как взаимодействие алмазосодержащего торца коронки и горой породы на забое при передаче импульсов усилий и гзакмком из-осе горной породы и инструмента. Поэтому в качестве критерия, ха-актеризумщего эффективность процесса взаимодействия пары "коос.н-а - порода" можно использовать параметр - удельная энергоемкое?;,:

где \Л/_ энергия, затрачиваемая на процесс бурения, кц*{ V, - объем разрушенной породы на забое, м. .После некоторьк преобразований получим:

W = -^--60 ; (2)

У б.д^.чг- ш

где - мощность, подводимая к забою, квт

в - площадь разрусения, ы*-

________углубказа I оборот,_м/об______

IV - частота вращения снаряда, об/мин. Установлено, что около 98-97% подводимой мощности к забою истрачивается на трение, е результате чего изнашивается объемный слой алмазной коронки. Поэтому целесообразно оценивать интенсивность изнашивания объемного слоя коронки с учетом энергоемкости процесса разрушения горной породы на забое. Для этого предлагаемся использовать другой критерий оценки эффективности процесса взаимодействия пары "коронка-порода" - удельный объемный износ:

о)

а ч .

где А_ работа сил трения, кдж

О

У,- объем изнашиваемого слоя коронки, м . После выполнения ряда преобразований V д равен:

V = Нг--60 ; Щ (4)

* Кп.Б.Л.-П.Л^ -3

где длина рейса бурения, м

высота алмазосодержащего слоя, м мощность, подводимая к забою, квт

_ о

ок- рабочая площадь торца коронки, к*"

Кп- коэффициент, учитывающий уменьшение рабочей площади торца коронки за счет промывочных каналов.

Для оценки интенсивности изнашивании объемного слоя коронки I частности предлагается использовать коэффициент Резивалля (ЧО, ислышо равный работе, необходимой для изнашивания единиг' объе-а алмаза. ( ЧР = 4,05 Дан м/см"^). Знал этот параметр можно предья-ить ограничительные требования к уровню подводимой мощности к абою дли обеспечения нормальных условий изнашивания алмазов в [;оиессё ' урении, т.е.:

(51

4.« *

При -л , получим:

м Кп. Ч5 5к.6..1г.дС«

N3.--- (6)

Зная аго ограничение по величине подводимой мощности к забои еобходимо дли конкретного сочетания пары "коронка-порода", уста-звить такой режиа, гфи котором:

Щ^-^ . - (7)

Кп . . Ри.тг . т

Известно, что углуока за I оборот А'Со'» является комплек-шм показателем, отражающим суммарное влияние на взаимосвязь эф-гктивности бурения и сопротивления перемещению коронки относи-¡льно забоя. По этому параметру также можно оценивать забойный юцесс алмазного бурения.

Теоретическими и экспериментальными исследовн лями, пр води-

многими известными исследователями, в том числе и нами, были заловлены связи между показателями б\рен: ( , энергетичес-

ки кригекялми (\Л/„„, \/,,„) и интенсивностью изнапи. лия объем- п -

ного слоя алмазной коронки ( Т ). В результате экспериментальны* раб г при бурении коронками типа 02ИЗ, 02ИЗГ, АВСО, БС, БА и других коронок были установлены эти зависимости. На рисЛ изображена зависимости эт. : величин при бурении кварцитов алмазной коронкой

типа БС-20. ■ <

.7. V.

Рис Л. Зависимость показателей Чм», "Я}

от частоты вращо. ля бурового снаряда IX-Сос = 15 кн.

Из рис.1 видно, что минимумы величины и V уд отра-

жают максимальную величину Vиех и равномерна интенсивность из носа коронки ( Т ). Поэтому в соответствии с условиями (2) и (7) можно получить величину забойной мощности для обеспечения минимум; удельной энергоемкости процесса разрушения породы:

N3= хл^-.д^--".^ (8)

С другой стороны, наилучшие условия изнашивания объемного :лод алмазных коронок достигаются в случае подвода мощности к за-5ою в соответствии с условиями (5),(б),(7).

В работах Б.И.Воздвиженского, Б.Ы.Ребрика, В.Г.Кардыша, Н.И. [{орнилова, В.Г.'Томиных, С. А.Дрифуллина, Р.К.Богданова, Н.В.Соловь-зва и др. установлено, что общей закономерностью, отражающей энергоемкость забойного процесса является зависимость затрат мощности 1а работу коронки от скорости углубления скважин, 'при этом коэффи-;иент трения играет важную роль. Из условий (4),(5),(6), после не-соторых преобразований, получим такую величину коэффициента трения, ю которой можно утверждать, что ограничительным условней для коэффициента трения, при алмазном бурении, будет:

р f. Кп.сЦ.-t i ^-—-—--

__(9)

-».<V Hp •де - средний диаметр коронки, м

Сое - осекал нагрузка, н. По этому условно можно оценивать триботехническив свойства чмстяого агента для imicKoi' дек:прения желаемых показателей бурения по углубке :>, > uiodot (Д& ) к удельному объемному износу (V^).

Экспериментальными данными установлена связь между 1 vn» Vvn и интенсивностью износа коронки ( J ) и для каждого

j а у'\

онкретного типа алмазной коронки она разная. На рис Л изображена лтимальная область работы коронки БС-20 (з штрих о ванная область), i области оптимальной частоты вр.^ения коронки отмечаются минимально значения величины , V,,,,» при максимальном значении V,»,.

уд» уд Mt,x

чевидно в этом случае достиг лея оптимальные условия взаимодей-твия ¡¡ары "коронка-порога", сопровождающиеся средним устойчивым

уровнем интенсивности износа коронки ( Т ). Отсюда можно сказать, что ~ои прогнозировании показателей бурения и рациональных услови применения различных типоразмеров коронок необходимо использовать критерий удельной энергоемкости , который является параметре]

отражающим характер взаимодействия пары "коронка-порода" и его ко! кретное значение присуще этому сочетанию. При этом величина удель' чого объемного износа V является оперативно контролируемой по

(У "

массовому ..эносу объемного слоя коронки и изменяемой в зависимосп "от величины Ёабойной^мощности, а также от углубки за оборот. Эти же параметры и предлагается использовать в качестве критериев для райосироваьия условий бурения по ожидаемым технико-экономическим показателям.

Известное что основными ¡^лями районирования являются разработки и внедрения рациональных типов алмазных коронок, оптимальны» ■режимных параметров, методологических основ прогнозирования показг телей бурения для конкретных горно-геологических условий и другие рекомендации с целые. .ювышения технико-экономических показателей алмазного бурения. С этой целью многие исследователи, а именно В.! КЬмраков, В.А. Каценельсон, В.В.Константинов, В.И.Васл; эв, А.В.Сахари в и др. предприняли попытки использовать те или иные критерии районирования условий бурения. Однако анализ имеющихся в литературе рйб т показывает, -то авторы эти- рекомендаций не делали айадн-за условий бурения применительно к конкретным типам породоразруша-ющего инструмента по ожидаемым технико-экономическим показателям, при быполнрчии их рекомендаций требуется большое количество экспериментов, лабораторных работ и геофизических приборов. Рекомендуемая нала методика районирования основана на изучении.энергетических критериев забойного процесса алмазного бурения в комплексе

( М/уд. Ууд» 3" ) и простоте б использовании. С этой целью предлагается использовать прибор для определения потребляемой мощности разрушения образца корн;» горных пород по разрезу или плищади месторождения при использовании какого-то конкретного типоразмера алмазной коронки. На основании анализа полученных данных ( ^ ,

У м

Ч , 1 ) строятся прогнозные разрезы месторождений и разрабатываются оптишшыша реоди бур*чил и рациональные типы используемых коронок.

2- кода выполнения диссертационной работы автор провел ряд ис-слодолялий в лабораторных и производственных условиях, е тон число исследовании критериев районирования на двух месторождениях олога и вольфрамитев СРВ. Результатом этих исследований показана полная правомочность предложенной метецики.

Из формул Ц) и (6) соотношение ——— можно определить как интенсигность износа алмазосодержащего слоя коронки по величина углубки за реЯе. Отсюда интенсивность износа объемного слоя алмаз-

Т -й.

ной коронки J -- будет:

Т .-^-:--(10) '

Эта формула была взята автором для обработки экспериментальных данных по оценке интенсивности износа алмазной коронки при бурении по различный породам. Для сравнения были проведены работы по измерению величин интенсивности износа объемного слоя алмазной коронки профиломером конструкции ВИТР-МГР'Л. Результаты обработки данных показали, что расчетные данные величины ( I ) по сЬормуле ((0) и:.;е-гат отклонения в 3-5% по сравнения с результатами измерения, что в принципе допустимо особенно в производственных условиях. Поэтому, эта формула вполне может быть применена для расчета и оценки ин-

тенсивности износа алмазной коронки.

В ходе Экспериментальных исследований автором был выполнен ряд исследований по триботехническим свойствам промывочных жидкостей, .особенно ГмС. Внедрением этих видов промывочных жидкостей в условиях месторождения "Ькный" за 1990-1991 гг. показана целесообразность и эффективность применения ГЖС (пена) дль бурения скважин в сложных условиях. Учитывая специфические условия Вьетнаме, автором предлагается использовать пену как самостоятельный очистной агент для алмазного бурения на месторождениях- СРй с пред лаг ее мой рецептурой ГЖС на основе сульфонола и "пенола-1" (разработка ВИТР). В зависимости от условий бур.ния могут быть применены' и дополнительные реагенты: латсксы, КМЦ и др.для укрепления крепяще--закупсриБающих свойств пены.

На основании рекомендуемой методики районирования условий .бурения нами были проведены сравнительные оценки применения обычной технологии и предложенной технологии бурения на месторождении рудника "1кный" с применением различньрс типов алмазных коронок. Результаты сравнительного анализа приводятся в таблице I.

Анализ результатов экспериментальных исследований, проведенных нами, показал, что для определенай группы горных пород в конкретном сочетании пары "коронка-порода", значение удельной энергоемкости \Л/У_ является строго определенной величиной. Дал иссладу-

«/ п

емых нами типоразмеров коронок и параметров режима бурения эти значения выбираются для разных пород в следующих пределах: для гранитов - 1,1-1,3 кдж/м3, для кварцитов - Г,3-1,5 кдж/м3, для роговиков - 1,5-1,9 кдж/м3. По этим пЬказателям нами проведено глубинное районирование с выделением прогнозного разреза перебуривае-мых пород. В рассматриваемо«?'случае в комплексе с рекомендуемыми показателями была использована принятая наш методика районхрова-

Значения энергетических критериев районирования для различных условий

Тип Горная Применение обычной технологии : Применение предложенной технологии

коронки порода : v„, : т, : HKj ; vJ*s; J, : Им

: кдж/ы* :кдж/ы* : ии/ы : .у/час :м/кор. :кдж/ы :кдж/м : ш/м: м/час:м/коронку

I 2 3 4 5. 6 7 8 9 10 II 12

Гранит 1,28 I 1,3 1,15 1,15 1,12 1,2 1,25

0IA3 Кварцит 1,45 1,3 1,3 I 8,9 1,35 1,05 1,5 1,2 9,0

Роговик 1,61 2,35 2 0,8 1,53 0,87 2,0 1,1

Гсанит 1,25 5,04 0,25 1,58 1,18 6,94 0,2 2,15

02ИЗГ Кварцит 1,141 4,15 0,4 • 1,45 9,5 1,38 5,4 0,3 2,0 11,0

Роговик 1,92 6,43 0,35 1,38 1,85 4,35 0,5 1,8

Гранит 1,3 2,55 0,6 1,29 1,19 4,7 0,3 1,38

02ИЗ Кварцит 1,45 2,44 0,7 1,15 9,0 1,37 3,2 0,5 1,2 9,5

Роговик 1,8 2,55 0,9 0,9 1,9 3.2 0,7 1,0

Гранит 1,2 1,07 0,7 1,32 1,2 1,77 0,8 1,38

Б А-30 Кварцит 1,5 1,4? 1,2 1,3 9,5 1,31 . 1,54 1,1 1,2 9,5

Роговик 1,31 0,97 1,6 1,2 1,5 1,17 1,15 1,1

Гранит 1,25 14,7 0,1 2,3 1,2 14,2 0,1 2,5

БС-20 Кварцит 1,41 11,0 0,15 2,0 10,5 1,24 14,6 0,1 2,31 И,5

Роговик 1,63 9,58 0,2 1,91 1,57 9,24 0,2 2,0

мия для выбора рациональных типов алмазных коронок к оптимальных режимных параметров бурения.

Анализ проведенных лабораторных и производственных исследований показал, что для условий бурения месторождения рудника "Юань..." применение алмазных коронок типа 02ИЗГ, БС-20 позволяет повысить, механическую спорость в 1,25-1,6 раза, проходка на коронку увеличивается в 1,3-1,5 рада. Талии образом, рациональными коронками для бурения крепких, абразивных пород IX-ХП категорий по бу-римости являются коронки типа 02ЙЗГ, БС-20, армированные гранулированными алмазами.

Учитывея, что на большинстве месторождений СРВ, где ведется основной объем алмазного бурения, геологический разрез горных пород подобен месторождению руднл,.:а "¡кный", предложенные нами рекомендации Еполме могут быть использованы для бурения крепких горных пород в условиях СРВ.

Расчет ожидаемой экономической эффективности показывает, что реализация разработан;jt.cc рекомендаций позволяет получить экономический эффект свыше 32 миллионов донгов в год при бурении на месторождениях твердых полезных ископаемых СРВ.

ОСНОВНЫЕ вывода И РЕКОМЕНДАЦИИ

1.'На основании анализа современной технологии алмазного бурения разработана методика экспериментально-теоретических исследований характера работы пары "коронка-порода", которая позволяет подсобно изучить к оценить взаимодействий этой пары в конкретных условиях. '

2. Для оценки эф^ектикяости процесса взаимодействия пары "ко-|;он.Ч£— порода" целесообразно использовать критерий удельная знер-гоечкость М/ , являющийся сторого определенной ьелкчиной кон-

тного сочетания названной пары и отражающий характер вэаимо-ствия этой пары. При этом величина критерия удельный объемный ос У является оперативно контролируемой по массовому изно-и может быть использована для оценки интенсивности износа объ-ого слоя алмазных коронок.

3. Разработана методика оценки триботехнических свойств промн-кых жидкостей, применяемых при алмазном бурении.

4. Разработаны рекомендации применения рациональных типов и тагов промывочных жидкостей. В условиях СРВ применение ГЖС

на) позволяет повысить производительность бурейия, проходку на онку, особенно в сложных горно-геологических условиях.

5. Разработаны методологические рекомендации районирования ус-ий алмазного бурения по ожидаемым технико-экономическим пока-елям на основе изучения энергетических критериев забойного проса бурения. На основе принятых критериев выбираются рациональ-

| типоразмеры алмазных коронок, оптимальные режимные параметры ения,

6. На основе изучения критерия удельной энергоемкости

V А

; каждого сочетания пары "коронка-порода" может быть кспользоЕа: т критерий для глубинного или площадного районирования с целью членения толщи горных пород по физико-моханическим свойствам " рографическим составам.

7. Для повышения эффективности алмазного бурения на мосторожде-х твердых полезных ископаемых СРВ целесообразно применять ал-ные коронки, армированные гранулированными алмазами, типа 02ИЗГ, 14Г, БС-20 при бурении абразивных крепких грещиьоватых пород IX-категорий по бурнмосги.

8. Внедрение рекомендуемых предложений, разр&ботанньсх в диссер-

тационнгй работе, при бурении на твердые полезные ископаемые в СРВ позволяет получить экономический эффект свыше 32 миллионов вьетнамских донгов в год.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих рв Сотах:

1. Н.В. Соловьев, Хиеу Хыу Бо. Роль коэффициента трения при алма ном бурении. Изв. Вузов "Геология и Разведка", Мб, у., 1992 г.

2. Хиеу Хку Бо, Н.В.Соловьев, А.Ф.Хренов. Энергетические критер процесса алмазного бурения в условиях рациональной интенсивност объемного слоя алмазных коронок. Изв. Вузов "Геология и Разведк Кг>, 1, 1992 г.

3. Хиеу Хыу Во. Некоторые вопросы об экономической эффективност внедрения алмазного бурения &с Вьетнаме (на вьетнамском языке). В сб. "Экономика минерального сырья", вып.1, Ханой, СРВ, 1988 г

Подписано к печати 24.11.92 г. Тираж.100, зак. 985 Типография МЮ РФ