Повышение эффективности бурения геологоразведочных скважин

Размещено на http://www.allbest.ru/

42

МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН

ТАШКЕНТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ГЕОЛОГИЯ И ГОРНОЕ ДЕЛО ФАКУЛЬТЕТ

Кафедра "Горная электромеханика"

Направление бакалавриата 5310700- "Электротехника, электромеханика и электротехнологии" (горная электромеханика)

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к выпускной квалификационной работе

на тему: Повышение эффективности бурения геологоразведочных скважин

.

Выпускник: Тошниёзов Л.Г.

Руководитель:доц. Тошов Ж.Б.

Зав. кафедрой:доц. Тошов Ж.Б.

ТАШКЕНТ- 2015



ЗАДАНИЕ

к выпускной квалификационной работе студента

Тошниёзов Лазизжон Голиб угли _

(фамилия, имя, отчество)

1. Тема работы Повышение эффективности бурения геологоразведочных скважин _

_____________________________________________________________

утверждена приказом по институту от " 28 " январ 2015 г. № 4/10

2. Срок сдачи студентом законченной работы " 22 " июня 2015г.

3. Исходные данные к работе материалы производственной и преддипломной практики___________________________________________

4. Содержание расчетно-пояснительной записки (перечень подлежащих разработке вопросов) Введение; Общие сведения о месторождении; Горно- геологическая часть; Техника и технология бурения скважин; Теоретические основы создания одношарошечных долот; Безопасность жизнедеятельности; Технико-экономическая часть; Заключение; Список используемой литература.___________________________________________

5.Перечень графического материала (с точным указанием обязательных чертежей) Генеральный план карьера; Геологический разрез; Схема расположения оборудования на платформе буровой установки УРБ-ЗАЗ; кинетические характеристика бурового долота; общий вид одношарошечного долота; Геолого-технический наряд.___________

6. Календарный план и сведения о выполнении этапов работы

№	Наименование этапов работы	Ф.И.О. консультанта- преподавателя	Срок выполнения	Подпись
1	Общие сведения о месторождении	Тошов Ж.Б.
2	Горно - геологическая часть	Тошов Ж.Б.
3	Горно-технологическая часть	Тошов Ж.Б.
4	Техника и технология бурения скважин	Тошов Ж.Б.
5	Специальная часть	Тошов Ж.Б.
6	Безопасность жизнедеятельности
7	Экономическая часть

Дата выдачи задания: " 26 " апреля 2015г.

Руководитель: ________________ доц. Тошов Ж.Б.___

Получил задание на выполнение студент-выпускник:

" 26 " апреля 2015г._____________ Тошниёзов Л.Г.___



ОГЛАВЛЕНИЕ

• ВВЕДЕНИЕ
• I. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О МЕСТОРОЖДЕНИЙ
• II. ГОРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
• III. ХАРАКТЕРИСТИКА ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНЫХ РАБОТ
• 3.1 Буровые работы
• 3.2 Гидрогеологические условия
• 3.3 Обводненность шахты и расчет прогнозных водопритоков
• IV. ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН
• Выбор конструкции скважины
• Выбор оборудования
• Выбор технологического инструмента
• Расчет технологии бурения
• Бурение лопастными и шарошечными долотами
• Бурение твердосплавными коронками
• Геолого-технический наряд
• III. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СОЗДАНИЯ ОДНОШАРОШЕЧНЫХ ДОЛОТ
• Алгоритм вычисления кинетических характеристик одношарошечных долот
• Разработка проекта одношарошечного бурового долота диаметром 120 мм
• IV. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
• Основные правила техники безопасности при геологоразведочных работах
• Ликвидация аварий
• Меры пожарной безопасности
• V. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
• Расчет экономической эффективности при бурении глубоких скважин
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ
• СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


ВВЕДЕНИЕ

Бурение скважин используют для решения разнообразных задач во многих отраслях народного хозяйства: при изысканиях площадок или трасс для строительства различных сооружений и дорог, сооружении подземных хранилищ газа, выполнении строительных работ и т. д. Но наиболее широкое применение буровые работы находят при геологических исследованиях, поисках, разведке и добыче полезных ископаемых с целью обеспечения народного хозяйства минерально-сырьевыми ресурсами.

Современная техника и технология сооружения скважин достаточно сложна и многообразна, вследствие чего эффективное использование ее невозможно без глубокого знания теории и практики буровых работ. Достаточно сказать, что процесс сооружения скважин включает выполнение целого комплекса операции или видов работ, к числу которых относятся: строительные и монтажно-демонтажные работы; собственно бурение, включающее разрушение пород, удаление продуктов разрушения из скважин, крепление ее стенок, выполнение спускоподъемных и других вспомогательных операций; проведение исследований и специальных работ в скважинах, включающих борьбу с осложнениями, тампонирование, торпедирование или перфорирование стенок скважин, борьбу с искривлением или направленное бурение, устройство искусственных забоев или "мостов", установку фильтров и погружных насосов и др.

Буровые установки разведочных работ включает в себе: сооружение глубоких геологоразведочных скважин с применением вращательного, ударно-вращательного и ударного способов бурения, сооружение неглубоких скважин с применением ударного, вращательного и специальных способов бурения; проектирование работ при сооружении скважин.



I. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О МЕСТОРОЖДЕНИЙ

водоприток долото бурение гидрогеологический

Ангренское каолинно-угольное месторождение расположено в долине у Ахангаран, между Чаткальским и Кураминским хребтами (рис ), 110 км юго-восточнее г Ташкента. В административном отношении оно находится на территории Ахангаранского района. Ташкентской области республики Узбекистан.

Поле шахты № 9, по которому составлен отчет, находится почти в Центральной части данного месторождения (рис.1.2) и занимает площадь 6 км² .

Угленосные отложения на Ангренском месторождении развиты на площади около 70 км2, ограниченной на западе меридианом между притоками р Ахангаран-Карабау и Дукент, на востоке меридианом ныне снесенного села Турк, а на севере и юге - тектоническими нарушениями, протягивающимися в широтном направлении вдоль подножий Чаткалъского к Кураминского хребтов. В этих границах протяженность месторождения вдоль долины р Ахангаран достигает 12 км при ширине его от 4 до 9 км. Высотные отметки на месторождении колеблются от +830 м у пос. Аблык до 4300 м у пос. Апартак.

Физико-географические условия. Ангренское месторождение занимает часть межгорной долины р Ахангаран между поселком Аблык на юго-западе и Ахангаранской плотиной на северо- востоке.

Рельеф долины выработался в результате деятельности Ахангаран и ее притоков и представляет собою сочетание горных и равнинных элементов. Северная правобережная часть долины переходит в южный склон Чаткальского хребта. Она расчленяется долинами саев Чет-Су, Туган-Баши, Акташ, Дукент и Карабау. Южная часть долины примыкает к северным склонам Кураминского хребта, расчлененным сетью левых притоков и более мелких саев ('Наугарзан-сай, Джигиристан-сай, Нишбашсай и др.). В верхнем течении этих притоков склон хребта обращенный к месторождению ,крутой. Ниже по их течению он постепенно вылолаживается, хотя местами отмечаются характерные переходы предгорий в уступы. Восточнее месторождения поднятия Чаткальского и Кураминского хребтов смыкаются, образуя высокое (2100-3400м),

В геоморфологическом отношении правый берег р Ахангаран равнинный, сильно террасированный, переходящий в полосу холмистых предгорий . Количество террас, обычно покрывающихся конусами выноса правых притоков, здесь достигает пяти, но кро¬ветого прослеживается еще и несколько более древних эрозионно- аккумулятивных террас, не расчлененных в возрастном отношении как подчеркивает В. А. Захаревич, граница между древними террасами и горным склоном здесь резкая, что подтверждает ее тектоническое происхождение (10).

Далее к северу интенсивно расчленные глубокими долинами горные отроги собираются к подножью горы Бабайтаг высотой 3564м.

Эта гора представляет собой одну с характерных и крупнейших форм ландшафта Ангренского месторождения.

На левом борту долины расположена полоса оетанцов прислоненных террас и слабовыраженных в рельефе конусов выноса саев. В пределах от Наугарзан-сая до Ишбашьсая кроме первой террасы ранее прослеживались также нерасчлененная вторая и третья, последняя из которых вместе впадения Джигиристан-сая в Ахангаран достигала ширины около километра.

Для левобережья р Ахангаран характерны крупные техногенные изменения с широким развитием оползневых явлений. За последние три десятилетия здесь были произведены крупные техногенные изменения, связанные как с технологией отработки месторождения, так и с борьбой со с движениями оползней, особенно Атчинского (отвод р.Ахангаран из естественного русла

Сначала в первый, а затем и во второй обводной канал; формирование крупных отвалов вскрышных пород разреза "Ангренский"; обустройство контрфорсов на направлениях движения оползней). Благодаря этим мероприятиям выделение террас на местности вдоль поля шахты № 9 вплоть до Нишбаш-сая в настоящее время оказывается затруднительным. Эти террасы сохранились ниже Нишбаш-сая, в виде узкой, прислоненной к коренному склону, полосы



II. ГОРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Ангренское каолино-буроугольное месторождение рассматривается в составе Ангрен - Приташкентского угленосного района Среднеазиатской угленосной провинции и занимает особое место среди других месторождений региона. Настоящий отчет характеризует геологическое строение только поля шахты № 9 и участка до разведки, где проводилось до изучение геологоразведочными работами.

В геологическом строении Ангренского месторождения принимают участие комплексы палеозойских, мезозойских и кайнозойских образований. Первые из них (палеоэойские) слагают складчатый фундамент, остальные - осадочный покров.

Палеозойские образования, благодаря своей насыщенности магматическими породами выделяют Ангренское месторождение из числа . других угольных в СреднейАзии.

Выходы палеозойских пород как в прилегающих к долине I Ахангаран Чаткальском и Кураминском хребтах, так и в пределах собственной ее долины, обладают общими чертами метаморфизма, тектоники и возраста складчатости, в связи с чем в современном структурно-формационном районировании Узбекистана рассматриваются в единой, т.н. Кураминской зоне Срединного Тянь Шаня. Около 90% ее площади сложено магматическими формациями верхнего палеозоя. На участке работ палеозой представлен кварцевыми порфирами поздне карбонового возраста.

Мезозойские отложения представлены юрскими меловым осадочными образованиями. Залегают они трансгрессивно, с резким угловыми азимутальным не согласием, на более древних образованиях.

В разрезе юрских отложений в соответствии с принятой стратиграфической схемой юры Средней Азии выделяют две свиты - анренскую и джигиристанскую.

Отложения ангрекской свиты подразделяются на три подсвиты: нижнюю, среднюю и верхнюю.

Нижняя подсвита (тора 1) под угольная сложена песчаниками с прослоями глин, часто с примесью углистого материала. На коре выветривания отложения залегают трансгрессивно и компенсируют неровности древнего, до тоарского рельефа. В восточной части поля шахты №9 и участка 9 бис отложения достигают 30 м, на западе участка - 12 м.

Средняя подсвита (ааленбайос) соответствует "Мощному" угольному комплексу, сложена углем, глинами, песчаниками, аргиллитами характеризуется различной угле насыщенностью. Представлены они тремя типами разрезов.

Первый из этих типов представлен мощной компактной залежью угля, содержащей тонкие породные прослои. Мощность этой залежи обычно большая, а в среднем составляет 30м и занимает большую часть поля шахты № 9.

Последний, третий т и п разреза развит на небольшой площади поля шахты № 9. Судя по материалам скв.130, пробуренный чуть восточнее границы поля шахты № 9, разрез представлен песчаниками (36,9%), аргиллитами (35,4%), алевролите (14,2%), глинами 6,71%), углем (6,6%) и охрой (0,2%) . Здесь сохранилась только нижняя часть мощного комплекса и 15% угольной массы . Пласты угля в этом типе разреза замещаются охрами и охристыми сажами.

В восточной части поля шахты № 9 и участке 9бис, между разведочными линиями 1-6 отложения свиты денудярованы. Характерной особенностью вещественного состава, пород джигиристанской свиты является высокое содержание Al₂O₃, блогадаря чему эти порода могут использоваться не только для 13 производства керамики и цемента, но и рассматриваются в качестве основы для получения алюминия. Мощность свиты на поле № 9 колеблется от 0 до 40м. Вопрос о возрасте свиты до сих пор остается открытым. В настоящее время она условно отнесена к верхней юре - по сопоставлению с разрезами прилежащих районов.

Общая мощность юрской системы на поле шахты № 9 достигает : 186 м.

Меловые отложения (К2) на юрских залегают трансгрессивно и от подстилающих и кроящих отделены поверхностями перерывов. Представлены толщей пестроцветных кирпично-красных и зеленоватых известковистых песчаников, редко гравелитов, глин. Переходы пород друг в друга постепенные. В основании разреза, у восточных границ поля шахты № 9 установлен пласт песчанистого известняка, трансгрессивно залегающего на породах джигиристанской свиты . Известняк переходит в известковистый песчаник, мощностью до 5м. Выше по разрезу развито чередование песчаников, гравелитов и глин. Переходы пород друг в друга постепенные. Мощность свиты здесь от 16 до 20 м.

Пласты Верхнего угольного комплекса обладают изменчивым строением и невыдержанной мощностью, с рабочей мощностью (2,00 м и более) распространены, на поле шахты № 9, в виде не больших локальных пятен, которые промышленного интерес а не представляют. Поэтому мы останавливаемся на характеристике промышленной залежи Мощного комплекса.

Мощный угольный комплекс на поле шахты № 9 и участке 9 бис представляет собой мощную залежь бурого угля в различной степени расслоенную внутрипластовыми породными прослоями глин , песчаников и углистых пород. В пределах развития этой залежи на поле шахты № 9 и участке 9 бис выделяются наиболее выдержанные пласты: "2В ", "2", "1+2н, "I".

Учитывая различное количество пластов на площади работ, характеризуемых различным типом разреза Мощного комплекса, описание приводим в порядке отработки шахтного поля, стратиграфические сверху вниз.

Пласт второй верхний является самым верхним разрезе комплекса. В границах подсчета запасов установлен в 262 скважинах (без учета отработанных площадей). От вышележащего пласта "Зн" он отделен породными прослоям и углистыми породами мощностью от 0,75м, до 72, 0 м. Пласт имеет площадное развитие от р.л.12-12 в западном направлении . На остальной площади развит в ряде локальных участков и частично захватывает участок 9 бис. Площадь распространения рабочей мощности пласта - 2,1км . Колебания мощности угольных пачек в пределах 0,20 - 9,40м (в среднем 3,81м). Строение пласта от простого до сложного. В нем имеется до 9 породных прослоев, мощность которых достигает 0,60м и только в единичных случаях превышает максимальную цифру, местами пласт простого строения. Пласт относительно выдержанный. На. юго-западе участка пласт "2В" в районе разведочных линий 22,23,24,27 размыт, этому свидетельствует развитие в этом районе толщи песчаников и прерывистое распространение с резким изменением мощностей линз угля и углистых пород.

В восточной части поля шахты № 9, на границе с участием 9 бис компактная залежь (пласт "1+2) расщепляется на два пласта ("2" и "1"), весьма не устойчивого поведения (рис.2.1), В каждом из этих пластов наблюдаются колебания мощности, расщепления, а также и слияния. Вскоре после линии расщепления пласта "1+2" вниз от пласта "2" отделяется пласт "21", а затем пласт "2Н". Примерно здесь же расщепляется и пласт " I ", от которого вверх отделяется пласт "1В", а вниз - пласт "I1 ".

Ниже последнего развит еще пласт первый нижний "1H "который помимо участка 9 бис наблюдается и на части поля шахты № 9. Такой же характер имеет и самый нижний пласт свиты - нулевой рис.2.1).



III. ХАРАКТЕРИСТИКА ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНЫХ РАБОТ

Место проведения работ - граница выгазованного пространства предприятия "Еростигаз" и барьерный целик шахты№ 9. Рельеф местности горный, пересеченный, с крутыми склонами . Перепад высотных отметок 70 метров (1040-1110м). Участок работ находятся в зоне действия "Атчинского оползня что в совокупности с деформацией поверхности после выгорания угля, привело к утрате пункта триагнуляции "Саид-Ата" и ряда пунктов полигонометрии, расположенных на данном участке. В связи с выше изложенным определение пунктов съемочной сеты велось методом обратной засечки по 4 направлениям на пункты Государственной Геодезической сети, расположенным за пределами с движения поверхности (Карагач-Южный, Ден-Старый, -Хозрет Бова , Акчалы, Депо, Бульдозерныйи т . д. ). Измерения проводились точным теодолитом 2Т5К согласно пункта 4,2.4 " Инструкции по производству маркшейдерских работ", М.Недра,

3.1 Буровые работы

Разведочное бурение, являющееся основным методом геологоразведочных работ для Ангренского месторождения в целом и на поле шахты № 9, в частности, было начато в 1940 году и проводилось с перерывами до 1969 г. Затем, начиная с 1977 по 1991 гг буровые работы были продолжены в связи с изменением границ поля шахты № 9. Последняя доразведка проводилась с 1995 по 1998 гг ГРЭ АО "Уголь" на основании геологического задания, выданного АО "Уголь". Назначением работ являлась доразведка флангов поля шахты № 9, уточнение границы техногенного выгорания угля и пересчет запасов по полю шахты № 9.

В процессе доразведки 1995 - 1998 гг на участке работ была пробурена 61 скважина (рис.3.1) общим объемом 10241 п.м. пубиной от 30 до 230м при средней глубине 167,9м (таб.3.1).

Из указанных выше 47 скважин находятся в технических границах поля шахты № 9. Всего при геологической обработке материала для данного отчета было учтено 567 скважин, в том числе на участке доразведки 112 скважин (таб.3.2).

Выделенные нами 6 разведочных линий, на площади доразведки являются продолжением ранее существующих разведочных линий на участках шахты № 9 и станции "Подземгаз". Разведочные линии ориентированы с северо-запада на юго-восток, в крест простирания угольных пластов (рис.3.1). Расстояния между разведочным и линиями на площади подсчета запасов 50 - 220м , п на площади доразведки - 20-180м. Значительная неравномерность расстояний как между линиями, так и между скважинами (20-200м) связана с тем, что бурение проводилось на площади действущих отвалов, изобилующих линиями электропередач и железнодорожными путями. Особо следует остановиться на скважинах пробуренных вдоль границы техногенного выгорания угольных пластов. Эти скважины бурились по коротким по коротким профилям на расстоянии 20-40м друг от друга. Все пробурено 30 скважин вдоль границы выгорания, в 16 из них пошел газ.

В результате бурения этих скважин уточнена граница техногенного выгорания угольных пластов.

Таблица 3.1.

Плотность сети разведочных скважин на поле шахты № 9 составила :

Шахта № 9	Площадь,км2	Количество скважин в том числе скважин доразведки	Количество скважин на 1км2
Поле шахты № 9 Участок доразведки 1995-1998 гг	6 0,51	567/47 112/47	94 220



В период доразведки 1995-1998 гг бурение проводилось ГРЭ АО "Уголь" ударно-механическим и колонковым методами.

Ударно-механическое бурение проводилось станком УКС-30, диаметр бурения - 273мм. Пробурено 90 м (таб.3.1), глубина скважин по 30м.

Основная часть скважин бурилась колонковым способом, станком СКТО-65. Диаметр бурения этим способом - от 244 до 93 мм

Промывка скважин в процессе бурения осуществлялась глинистым раствором.

С целью наиболее полного извлечения керна по угольной залежи бурение проводилось укороченными рейсами - 2м, одинарной колонковой трубой в присутствии геолога. Измерение выхода керна производилось линейным способом, в отдельных с весовым контролем.

Распределение пласта пересечений по интервалам выхода на площади доразведки, приведено в таб.3.3.

Сведения о выходе керна по углю для Верхнего и Мощного комплексов (рис.3.2, 3.3) достаточно полные. Были учтены 61 скважина, из которых 40 пересекли угольную залежь, 3 скважинны пробурены, по четвертичным отложениям, I - гидрогеологическая, без отбора керна, I - безугольная и 16 скважин

таблица

Общее кол-во пересечений	Из них по интервалам выхода керна % 0-10 21-30 31-40 41-50 51-60 61-70 71-80 81-90
38	28	-	11-20
46	1	1						2
39	1	1
	2	2	6	6	5	10	12	17

Гистограмма распределения пласта пересечений по интервалам выхода керна по пласту 1+2 '18

Рис. 3.2 уточнения границы выгорания.

Средний выход керна по углю за период работы 1995- 1995 гг равен 59%.

При сопоставлении керна с хорошим качеством каротажных работ достоверность определения мощности строения угольной залежи достаточно высока.

После окончания бурения и выполнения комплекса геофизических и гидрогеологических исследований стволы скважин подлежали ликвидационному тампонажу, который осуществлялся глинистыми шариками с утрамбовкой и установкой двух деревянных пробок.

Геофизические работы в скважинах проводились с целью диалогического расчленения разрезов скважин, определения глубины залегания, мощности и строение угольной залежи, отбора проб боковыми стреляющими грунтоносами, определения диаметра и искривления скважин, попутных поисков радиоактивных аномалий, определения зольности угольных пластов.

Объем, методика и техника работ на участке доразведки пробурено 132 скважины, из них про капотировано 93, составило 70%. Из пробуренных 23794 и исследовано геофизическими методами 16291 м. (66%) (табл.3.4)

В поисковом масштабе глубин регистрировались кривые КС,ГК,ГГК-П,ДС, ДС, т.е. комплекс методов, позволяющий с достаточной точностью решать поставленные геологические задачи.

Использование кривых КС и ГК позволило проводить достоверное литологическое расчленение разреза, а применение комплекса кривых КС и ГГК - однозначно выделять пласты угля.

Применение метода БТК позволило выделять в угольной залежи породные прослои мощностью более 5см. Для учета влияния каверн на диаграммы применяемых методов осуществлялось измерение диаметра скважин.

Контрольные замеры по каждому параметру производились в объеме 10% исследованного интервала. Угол и азимут искривления измерялись через 20 инклинометрами ИШ-2 и ИК -2.

Пристрелочные работы проводились для получения химической характеристики пропущенных бурением угольных пластов, а также для уточнения их мощности и строения.

Всего отобрано 99 образцов из 5 скважин.

3.2 Гидрогеологические условия

Виды, объем и методика выполненных гидрогеологических работ. В соответствии с проектом на разведуемом участке поля шахты № 9 была пробурена одна скважина (№5146^а) на юрский водоносный горизонт.

Скважина пройдена мехколонковым способом стационарной передвижной буровой установкой диаметром 112 мм. По достижении проектной глубины скважина расширялась долотом 190 мм.

Интервал установки фильтров в пределах целевого водоносного горизонта выбирался по данным бурения и каротажа близлежащей скважины.

Фильтры, длиной 30 м и диаметром 168 мм, установлены на колонне труб.

После оборудования фильтровой колонной скважина промывалась чистой водой в течение одних суток.

Кроме того, в начальной стадии разведочных работ, на участке были пробурены ударно-канатным способом три скважины

Опытный налив проводился по одной ступени повышения уровня воды. Методика проведения налив сводилась к регулированию к расхода наливаемой воды в скважину с целью достижения стабилизации динамического уровня воды. Уровень воды поддерживался в течение некоторого времени, после чего производилось слежение за восстановлением уровня воды до достижения его статического положения.

Обработка данных опытных работ на напорный водоносный горизонт производилась посредством построения графиков временного прослеживания восстановления уровня вода в координатах:

Меньшее значение в обводнении шахтного поля имеет ручей Загасансай, характеризующийся сезонным режимом и в основном в засушливое время года практически безводный. Питание происходит за счет отдельных родников, дебиты которых, незначительны.

Поверхностный сток зарегулированный специальным водоотводом сбрасывается в р Ахангаран.

Приводимая ниже характеристика гидрогеологических условий базируется как на данных настоящей доразведки, так на данных предыдущих лет по смежным площадям.

Гидрогеологические условия участка характеризуются наличием водоносных горизонтов, приуроченных к отложениям мезо-кайнозая.

К ним относятся пять водоносных горизонтов, объединенных общностью источников питания и разгрузки, а именно:

- Четвертичный водоносный горизонт;

- мел-палеогеновый водоносный комплекс;

- юрский водоносный горизонт;

- палеозойский водоносный горизонт;

- воды "горелых" пород.

- Водоносный горизонт четвертичных отложений приурочен к аллювиально-пролювиальным отложениям Джигиристансая. Представлен валунно-галечниковым образованиями с суглинисто-песчаным и гравийно-песчаным заполнителем. Питание происходит за счет атмосферных осадков и поверхностных стоков, разгрузка - за счет выклинивании в русла саев. Мощность водоносного горизонта колеблется 10 до 38 м, коэффициент фильтрации изменяется от 0,06 до 11,2

Четвертичный водоносный горизонт принимает участке в обводнении горных выработок шахты только в районе реки Джигиристансая , в остальных районах влияние незначительное. Мел-па, неогеновый водоносный комплекс имеет повсеместное устранение. Воды по своему характеру напорные, благодаря чередованию водосодержащих пород (известняков, песчаников, гравелитов, конгломератов) и водоупорных, (глины и мергели). Суммарная мощность водосодержащих пород 8-65 м.

Породы мел-палеогена характеризуются низкими фильтрационными свойствам и с коэффициентом фильтрации, не превышающим . 0.34м/сут, при среднем значении 0,068 м/сут.

Подземные воды мел-палеогена на участке доразведки буйствовать в обводнении и горных выработок шахты при обрушении кровли после отработки угольного пласта.

Юрский водоносный горизонт имеет повсеместное распространение и представлен песчаниками и пластами угля, которые чередуются с водоупорными глинами и алевролитами.

Водоносный горизонт изолирован от вышележащего мел-палеогенового слоем каолиновых глин, что также обуславливает напорный характер.

Мощность водоносного горизонта юры колеблется от 14 м до 34 м

Водоносный горизонт характеризуется слабой степенью обводненности. Коэффициент фильтрации не превышает 0,017 м/сут,

При среднем значении 0,00037 м/сут.

Питание происходит за счет просачивания по тектоническим трещинам и зонам нарушений из вышележащих водоносных горизонтов и атмосферных осадков.

Несмотря на низкие фильтрационные свойства пород, юрский водоносный горизонт будет принимать участие в обводнении шахты. Особенно это будет сказываться при подходе лав к границам мел-палеогенового комплекса к обрушении кровли.

Палеозойский водоносный горизонт распространен повсеместно приурочен к трещиноватым порфирам и порфиритам.

Воды трещино-жильные, напорные до самоизлива на дневную поверхность при залегании под более молодыми отложениями. Питание происходит за счет атмосферных осадков, таяния снежного покрова., а также инфильтрации из верхних водоносных горизонтов. Разгрузка происходит в виде родников с не значительными дебитами по бортам саев.

На участке доразведки воды палеозойского водоносного горизонта будут влиять на обводнение горных выработок шахты в инфильтрации и подпитки вышележащих горизонтов через Шаугазский надвиг, по которое молодые отложения оказались под палеозойскими и подвержены интенсивной трещиноватости.

Воды "горелых" пород. "Горелые" породы распространены т пределах участка по обоим берегам Джигиристансая.

Обжигу подверглись все разновидности пород от четвертичных до палеозоя. Для "горелых" пород характерна неравномерна трещиноватость и, следовательно, обводненность.

Мощность водоносного горизонта "горелых" пород на юге доходит до 106 м, к северу уменьшается до 40 м. Коэффициент фильтрации колеблется от 0,0017 до 0,17 м/сут.

Данные воды на участке являются потенциальными источниками обводнения горных выработок шахты.

6.3. Химический состав подземных вод. Характеристика химического состава вод производится по ранее проведенных работ.

Воды четвертичных отложений по составу гидрокарбонатно-сулфатные кальциево-магниевые, сульфатно-гидрокарбонатные, кальциево-натриевые с минерализацией 0,3-0,7 г/л, от умеренно жестких (3,6 мг-экв/л) до очень жестких (39,25 мг-экв/л). По активной реакции воды слабокислые до щелочных (рН 6,6-8,0).

Воды мел-палеогеновых отложений по составу сульфатно-гидрокарбонатные натриево-магниевые с минерализацией 0,2-1,4г/л. Воды жесткие до очень жестких. Величина общей жесткости составляет 7,9-16,5 мг-экв/л, карбонатной - 3,5-4,6мг-экв/л.

По активной реакции воды слабощелочные (рН 8,2). Обладают сульфатной агрессивностью (SO₄ более 500 мг/л).

Воды юрских отложений по составу сульфатно-хлоридны натриево-кальциевые с минерализацией 0,2 г/л. Общая жесткость 15-экв/л, карбонатная- 2,1 мг-экв/л. По активной реакции(pH-7,8) воды слабощелочные. Обладают сульфатной агрессивностью (SO 4> 500 мг/л) и каррозирующей способностью.

Воды палеозойских отложений по составу хлоридно-сульфатнные натриево-кальциевые с минерализацией 0,2 г/л. По содержанию водородных ионов - слабощелочные (рН 7,8) очень жесткие ( общая жесткость 16,45 мг-экв/л).т Воды общешахтные по составу сульфатно-гидрокарбонатнне натриевые и сульфатно-гидрокарбонатные натриево-калыдиевы с минераллизациой 0,5-1,0 г/л. По величине общей жесткости воды от умеренно жестких (5,8 мг-экв/л) до очень жестких (10 мг-экв/л), pH изменяется в пределах 7,0-8,2.

3.3 Обводненность шахты и расчет прогнозных водопритоков

Обводненность шахты происходит в виде струйных вытеканий капежей и запотеваний стенок выработок. Поступающая в выработки вода по лоткам отводится в водосборники и насосные камеры. Далее она перекачивается на поверхность и подается в пульпровод разреза "Ангренский" и отводится в шламонакопители, которые расположены в 10 км ниже по течению р Ахангаран. Там же шахтные воды отстаиваются и сбрасываются в р Ахангаран.

Единичные водопритоки, т.е. притоки воды, приходящиеся на каждые 1000 м² площади выемки и на каждые 1000 м протяженности подготовительных и капитальных выработок за период 1988-2011 гг изменялись соответственно в пределах 3,3-9,9 м3/час и 6,1-13,9м³/час, а коэффициент водообильности 2,73-6,70 м3/т табл 6.2 рис

В соответствии с ранее проведенной характеристикой водоносных горизонтов обводнение горных выработок происходит за счет юрского и мел-палеогенового водоносныхгоризонтов. Только на северо востоке описываемой площади угольный пласт находится под Шаугазским надвигом, представленным образованиями палеозоя, который обводнен по всей мощности вскрытия. Для безопасной обработки запасов потребуется предварительное осушение палеозойских пород. Методика осушения приведена в отчете ( 27 ).

Расчет прогнозного водопритока на 5 лет отработки при добыче 500000 т и при среднем коэффициенте водо обильности 4,26 м3/т производится по формуле:



Q = Квод. хР = 4,26 х 500000 = 2130000 м3/год = 5836 м3/сут = 243 м3/час

При протяженности выработок до 25000 м, при удельном водопритоке 0,0093 м2/час прогнозный водоприток в шахту составит :

Q = g *L = 0,0093 * 25000 = 232 м3/час

Приведенные расчети прогнозных водопритоков по коэффициенту водообильности и по удельному водопритоку на единицу протяженности горных выработок показывают хорошую сходимость значений, что позволяет принять за окончательный большее значение, а именно 243 м3/час



IV. ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН

Выбор конструкции скважины

Под конструкцией скважины понимают схему ее устройства, в которой указанны намечаемые диаметры скважины, интервалы глубины бурения породоразрушающим инструментом, диаметры колон обсадных труб, глубина их спуска и места тампонирования, то есть изоляции глиной или цементным раствором. Обсадные трубы предусматриваются для закрепления устья скважины и предохранение его от размывания (направляющая труба), закрепления залегающих в верхней части разреза неустойчивых и водоносных пород, перекрытия зон неустойчивых и водоносных пород и других интервалов, которые не могут быть закреплены другими способами.

Составление проектной конструкции ведется в направлении от забоя к устью скважины.

Конечный диаметр бурения с учетом требований к опробованию рудной зоны, залегающей на глубине 450 - 500 м, принята равным 76 мм.

Забуривание ведется породоразрушающим инструментом диаметром 132 мм, скважина бурится до глубины 5 м. Обсадная труба длиной 5 м и диаметром 127 мм является направляющей. Далее бурят долотом диаметром 112 мм до глубины 50 м. Затем производится обсадка скважины обсадными трубами диаметра 89 мм. Затрубное пространство цементируется. Все нижележащие породы - крепкие и дальнейшая обсадка скважины нецелесообразна.

Остальную часть скважины пробуривают коронками диаметром 76 мм.

Обсадные трубы геологоразведочного стандарта соединяются между собой в колонну при помощи трубных ниппелей или труба в трубу.

Для спуска в скважину обсадные трубы подготавливают около буровой вышки: смазывают резьбу, проверяют шаблоном проходной диаметр труб, соединяют ниппелями в звенья по 2 - 3 трубы. На нижнюю трубу навинчивают башмак для предохранения нижнего конца труб от смятия.

Подъем обсадных труб после окончания бурения скважины производится либо лебедкой станка через талевую систему, либо с помощью специальных винтовых или гидравлических домкратов. Извлечение труб целесообразно только при малом сроке бурения скважины.

Выбор оборудования

Колонковое бурение осуществляется буровыми установками, состоящими из бурового станка, бурового насоса, буровой вышки или мачты, привода.

Учитывая глубину и диаметр бурения, а также угол наклона скважины, нецелесообразно использовать передвижную буровую установку пятого размерного класса УКБ-4 п. Это передвижная буровая установка, которая включает весь комплекс технологического оборудования и контрольно-измерительной аппаратуры для бурения скважин. Она предназначена для вращательного бурения геологоразведочных скважин глубиной до 500 и 800 м при конечном диаметре 93 мм и 59 мм; под углом наклона к горизонту от 90 до 60 градусов.

Частота вращения [об/мин] - 155; 280; 390: 430; 680; 710; 1100; 1615. Диаметр бурильных труб, (мм) - 54; 50; 42, Грузоподъемность лебедки, кН - 25, Мачта трубчатая БМТ - 4а. Грузоподъемность - номинальная [кН] - 32; максимальная [кН] - 50.

В данной работе расчет производится для бурения скважины глубиной 500 м. Последний участок бурится алмазными коронками диаметром 76 мм. Блочная конструкция установки обеспечивает раздельную перевозку здания и мачты. Транспортировка осуществляется на подкатных тележках, на пневматических шинах с максимальной скоростью 40 км/ч. В качестве тягача используют трактор или автомобиль. Буровой станок с вращателем шпиндельного типа имеет моноблочную конструкцию с продольным расположением лебедки и единым приводом на вращатель и лебедку. Все узлы (электродвигатель, лебёдка, вращатель, лебедка сменного керноприемника) размещены и закреплены на корпусе коробки передач.

Станок комплектуется четырёхканальной контрольно-измерительной аппаратурой "Курс-411" для контроля осевой нагрузки, механической скорости бурения, расхода и давления промывочной жидкости.

Буровое здание оснащено комплексом оборудования, обеспечивающим комфортные условия работы обслуживающему персоналу. Полезная площадь здания 23 м². Система обогрева помещения - электрическая. Автономная система водоснабжения включает бак насос, водонагреватель.

Подача промывочной жидкости в скважину при бурении производится приводными насосами. Насос соединён инструментом при помощи нагнетательного трубопровода, гибкого шланга и вертлюга. В комплекте оборудования для бурения скважины промывочной насос является одним из важнейших механизмов, от правильной и бесперебойной работы которого зависит успешная проводка скважин. Насос должен обеспечивать требуемую скорость восходящего потока промывочной жидкости в кольцевом пространстве и создавать необходимое давление для непрерывной циркуляции жидкости для бурения.

Промывочная жидкость, закачиваете" насосом в скважину, не только очищает её от пробуренной породы, позволяя работать долоту или коронке на свежем забое, но и создает гидравлический удар при выходе из отверстия бурового наконечника, помогая этим разрушить породу. Таким образом, правильное сочетание работы насоса и бурового инструмента дает дополнительный эффект, увеличивая проходку,

В настоящее время при колонковом бурении предпочтение отдаётся плунжерным насосам, у которых регулирование количества жидкости, подаваемой в скважин}', осуществляется посредством изменения скорости привода насоса (3 скорости) и диаметра плунжера.

В состав нашей буровой установки входит оптимально подходящий насос НБЗ-120/40.

В последние годы на геологоразведочных работах находят применение передвижные буровые мосты, представляющие собой специальные конструкции, предназначенные для производства спускоподъемных операций при бурении. В стационарных буровых установках мачты устанавливаются в рабочее положение как отдельный агрегат. Перевозка мачт на новую точку бурения осуществляется обычно без разборки их на составные элементы.

Передвижные и самоходные буровые установки имеют складывающиеся металлические мачты, которые перевозятся вместе с буровой установкой.

Применение буровых мачт позволяет сократить затраты времени и средств при выполнений вспомогательных, транспортных и монтажно-демонтажных работ на 5-6% по сравнению со стационарными копрами.

Выбор типа вышки или мачты обычно проводят путем определения её высоты, учитывая при этом угол наклона скважины.

Высота вышки Н определяется в зависимости от длины свечи по следующей формуле:

H=k·L, где L - длина свечи, м: k - Коэффициент, учитывающий высоту переподъёма, а также высоту подъёмных механизмов (элеваторов, труборазворотов, талевых блоков и др.). Обычно принимают k = 1.3-1.5. С увеличением высоты вышки и скоростей подъёма k тоже увеличивается, В нашем случае Н = 1.4·13,5 = 18,9 м.

Для механизации свинчивания развенчивания труб применяются труборазвороты.

Состав буровой установки

Буровой станок	УРБ-3А3
Буровая мачта трубчатая	БА-15
Насосная установка	НБЗ-120/40
Передвижное буровое здание	ПБЗ-4
Контрольно-измерительная аппаратура	"Курс-411"
Транспортная база	ТБ-15
Труборазворот	РТ-1200М

Выбор технологического инструмента

Способ бурения выбирается в зависимости от далей буровых работ, физико-механических свойств горных пород. Глубины и угла наклона скважины.

Твердосплавные коронки - это коронки, армированные твердыми сплавами. Используются при вращательном бурении в породах I - VIII категориях буримости. Для колонкового бурения их разработано 13 видов: 3 вида коронок для бурения мягких пород - ребристые, 5 видов коронок для бурения малоабразивных пород средней твердости -гладкостенные резцы (СМ3, СМ4, СМ5, СМ6. СТ2), и остальные виды - это коронки для бурения абразивных пород средней твердости - гладкостенные самозатачивающиеся.

Алмазные коронки применяются при вращательном бурении в породах V - XII категориях буримости.

Конструктивным важнейшим элементом алмазной коронки являются, зернистость алмазов, насыщенность объемными алмазами, твердость матрицы, геометрия промывочной системы и другой подбор которых в каждом типе коронки зависит от физико-механических свойств породы.

При бескерновом бурении геологоразведочных скважин применяются серийно выпускаемые лопастные, шарошечные и алмазные долота различных типов в соответствии с физико-механическими свойствами пород.

Лопастные долота бывают трех типов: двулопастные - 1-2Л (для колонкового бурения диаметрами 76, 93, 120, 132 и 151 мм), трехлопастные - 3-ЗЛ (для колонкового бурения диаметром 132 и 151 мм, 120 мм), истирающие - режущие долота, армированные твердосплавными резцами - 2-ИР-ДС (Д - диаметр для колонкового бурения 76, 93, 120, 132 и 151 мм). Лопастные долота рекомендуются при проходке мягких, рыхлых, сыпучих горных пород без валунных включений I - IV категорий буримости.

Шарошечные долота - для колонкового бурения выпускаются двух и трехшарошечные типов М, С, Т, К и ОК для пород от I до ХП категорий буримости.

Алмазные долота - для бескернового бурения применяются в основном при направленном и многообразном бурении.

Первый интервал (0 - 20 м) - супесь, суглинки (III категории). Применяется бурение лопастным долотом 2Л-120,6, так как эти породы достаточно мягкие.

Второй интервал (20 - 200 м) - алевролиты известковые (VI категория). Применятся шарошечные долота ШД-М-120,6.

Третий интервал (200 - 230 м) - ракушники, пески и глины (IV категория). Применятся шарошечные долота ШД-М-120,6.

Четвертый интервал (230 - 350 м) - глины с прослоями карбонатных песчаников и алевролитов (III категория). Применяется бурения лопастным долотом 2Л-120,6. Пятый интервал (350 - 375 м) - мергель (VII категория). Применяется твердосплавная коронка СМ - 4.

Шестой интервал (375 - 400 м) - песок (IV категория). Применяется алмазная коронка М-2.

Седьмой интервал (400 - 405 м) - алевролит (V категория). Применятся твердосплавная коронка СМ - 3.

№	Наименование и характеристика пород	при	Диаметр
1	Супес, суглинки	2Л-132	132
2	Алевролиты известковые	ШД-С-120,6	120,6
3	Ракушники, пески, глины	ШД-С-120,6	120,6
4	Глины с прослоями карбонатных песчаников и алевролитов	2Л-120,6	120,6
5	Мергель	СМ-4	76
6	Песок	М-2	76
7	Алевролит	СМ-3	76

Расчет технологии бурения

Основными параметрами режима бурения являются: осевая нагрузка на породоразрушающий инструмент, скорость его вращения, количество и качество подаваемой в скважину промывочной жидкости Параметры режима бурения рассчитываются в зависимости от разновидности способа бурения (алмазного, твердосплавного, бескернового) и устанавливаются согласно технической характеристике бурового станка и насоса.

Долота	Р0, кН/см осевая нагрузка на один резец или вставку	Dдол, мм	q, л/мин на 1 см удельный расход жидкости на 1 см диаметра коронки	Vокр, м/с окружная скорость вращения коронки
2Л-132	1,1	132	10	1,2
ШД-С-120,6	1,2	120,6	11	2,0
Коронки	Р0, кН	Dнар, мм	Dвн, мм	Vокр, м/с	q, л/мин на 1 см	Число основных резцов	Число подрезных резцов
М-2	0,5	76	59	0,9	14	12	4
СМ-3	0,7	76	59	1,4	11	12	6
СМ-4	0,6	76	59	1,2	12	12	4



Бурение лопастными и шарошечными долотами

Слой 1. Супесь, суглинки (2Л-132)

Осевая нагрузке:

кН

Частота вращения бурового снаряда:

об/мин

Расход промывочной жидкости;

л/мин

Слой 2. Алевролиты известковые (ШД-С-120,6)

Осевая нагрузке:

кН

Частота вращения бурового снаряда:

об/мин

Расход промывочной жидкости;

л/мин

Слой 3. ракушники, пески и глины (ШД-С-120,6)

Осевая нагрузке:

кН

Частота вращения бурового снаряда:

об/мин

Расход промывочной жидкости;

л/мин

Слой 4. Глины с прослоями карбонатных песчаников и алевролитов (2Л-120,6)

Осевая нагрузке:

кН

Частота вращения бурового снаряда:

об/мин

Расход промывочной жидкости;

л/мин

Бурение твердосплавными коронками

Слой 5. Мергель (СМ-4)

Осевая нагрузке:

кН

Частота вращения бурового снаряда:

об/мин

Расход промывочной жидкости;

л/мин

Слой 6. Песок (М-2)

Осевая нагрузке:

кН

Частота вращения бурового снаряда:

об/мин

Расход промывочной жидкости;

л/мин

Слой 7. Алевролит (СМ-3)

Осевая нагрузке:

кН

Частота вращения бурового снаряда:

об/мин

Расход промывочной жидкости;

л/мин

Геолого-технический наряд

Проектная глубина 405 м

Буровая установка УРБ-3А3

Буровой насос НБЗ-120/40

Буровая мачта (вышка) БА-15

Бурильные трубы СБТН-50; СБТМ-50

Буровой станок СКБ-4





III. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СОЗДАНИЯ ОДНОШАРОШЕЧНЫХ ДОЛОТ

Алгоритм вычисления кинетических характеристик одношарошечных долот

Алгоритм выделения кинетических характеристик одношарошечных буровых долот со сферической формой шарошки наиболее значим среди алгоритмов других классов, что обусловлено классической формой шарошки - сферой. Поэтому закономерности формообразования забоя скважины и аналитические зависимости механизма взаимодействия венцов шарошек с поверхностью забоя скважины легко поддаются математическому описанию. Вследствие этого облегчается построение алгоритмов для решения вариационных задач при изучении работоспособности такого рода породоразрушающих инструментов в зависимости от того или иного геометрического параметра долота в автоматическом режиме.

С другой стороны, аналитическая структура критериев оценки работоспособности одношарошечных буровых долот содержит в себе все иные критерии как частные случаи. Аналитические исследования, проведенные нами в области одношарошечного долота, во многом способствовали построению математической модели работы долота режуще-истирающего типа в режиме вращения вокруг двух параллельных осей, что, в конечном счете, способствовало построению математической модели работы шарошечных долот в режиме РТВ.

Эти же исследования определили и методику построения аналитических выражений удельных объемных работ разрушения A?_К для дисковых долот. В связи с этим на алгоритме вычисления кинетических критериев одношарошечных долот остановимся более подробно.

В основу физической модели работы одношарошечного долота положены его реальная геометрия и деформируемая поверхность забоя скважины. Основу аналитической модели построения относительных критериев оценки работоспособности одношарошечного долота составляет расчет длины траектории зуба венца в контакт с породой. Траектории зубьев венцов определены параметрическими уравнениями движения при условии равномерного вращения шарошки вокруг своей оси:

(3.1)

где R_j - радиус j-й окружности на поверхности забоя скважины, по которой перекатывается j-й венец, мм.;

r_j - радиус го венца, мм.;

б - угол наклона плоскости венца к плоскости поперечного сечения скважины, град.;

ш и ц- переменный параметр венца (шарошки) и долота, град. Относительные критерии оценки работоспособности долота рассчитываются за один оборот шарошки или долота, работающего в контакте с поверхностью забоя скважины.

Сила сопротивления движению зубьев шарошки в контакте с породой принята постоянной во всех точках поверхности забоя скважины.

Критерием оценки режима вращения шарошки является функция скорости движения зубьев венцов в нижних точках их траектории:

(3.2)

где V_j(О) - скорость движения зубьев шарошки в нижних точках траектории (с точностью до константы);

R_j - радиус окружности на поверхности забоя скважины, по которой перекатывается j-й венец, мм.;

i - передаточное отношение шарошки;

r_j - радиус венца, мм.

За критерий относительного абразивного износа вооружения венцов принята функция удельной контактной работы, однозначно определяемая длиной пути контакта зуба каждого венца шарошки со сферической поверхностью забоя скважины за полный оборот шарошки вокруг своей оси:

(3.3)

где A'_j - работа зуба на пути контакта;

S_j - путь контакта зуба j -го венца, мм.;

F_j = const - сила сопротивления движению зуба j-го венца в контакте с породой, принятая за единицу. Критерием относительной интенсивности поражения забоя скважины служит (функция суммы контактных работ зубьев венцов, работающих на соответствующих уровнях сферического забоя скважины, с учетом их количества и геометрии:

,(3.4)

где - работа разрушения породы на к-м уровне j-ми венцами; z_j - количество зубьев на j -и венце, шт.; d_j- количество единичной длины лезвий j-го венца, шт.; V_K- объем породы, приходящийся на разрушение на к-м уровне (кольцевом забое скважины) за один оборот долота, мм³.

Объем породы, приходящийся на разрушение, определяется по формулам

(3.5)

где д- глубине внедрения точек рабочих выступов в порощу, мм.

Алгоритм расчета кинетических характеристик по программе КИПСФ (Кинетический паспорт одношарошечного долота со сферической шарошкой) построен по схеме рис.3.2 и условно делится на шесть функциональных блоков:

- подготовки исходных данных;

- настройки программы;

- вычисления длины пути контакта зуба венца;

- поиска передаточного отношения шарошки;

- настройки программы на вычисление критериев;

- вычисления критериев.

Блок подготовки исходных данных служит для формирования массивов радиусов венцов шарошки и радиусов окружностей на поверхности забоя скважины, по которым перекатываются венцы (рис. 3.3). Радиусы j-х венцов определяются по формуле:

(3.6)

где R_c- радиус скважины (шарошки), мм.;

H_j- расстояние по оси шарошки от точки ее пересечетсяя со сферической поверхностью забоя скважины до плоскости j-го венца, мм. Венцы, расположенные до центра поверхности забоя скважины, ниже называемом центром скважины, перекатываются по окружностям, радиусы которых равны по величине расстояниям от вершины зубка в самом нижнем его положении до оси скважины:

(3.7)

Венцы, расположенные за центром скважины, перекатываются по окружностям, величины радиусов которых равны расстояниям от вершины зубка в самом верхнем его положении до оси скважины:

(3.8)

Границей разделения венцов, находящихся до центра и за центром скважины, является плоскость, перпендикулярная оси цапфы шарошки, проходящая через этот центр. Расстояние по оси шарошки от точки ее пересечения со сферической поверхностью забоя скважины до плоскости венца, проходящего через центр скважины, определяется формулой

...