Расчетные характеристики долот и горной породы

        Наибольшая расчетная нагрузка на долото соответствует или предельно допускаемой по паспорту долота, или назначается по технологическим соображениям. Расчеты выполнить с использованием предельной паспортной нагрузки G_п:

    диаметр долота, мм 190,5 215,9 244,5 269,9 295,3

    G_п, кН                       200    250    270    320    400

Типы шарошечных долот по скалывающей способности делятся на три подгруппы:

1) с низкой скалывающей способностью – СТ, Т, ТК, ТЗ, ТКЗ, К и ОК;

2) средней скалывающей способностью – С, СЗ, МС, МСЗ;

3) высокой скалывающей способностью – М, ОМЗ и МЗ.

Параметры одного элемента вооружения шарошки 1-го и 2-го классов приведены на рисунке 4.3.

Значения параметров приведены в таблицах 4.3 и 4.4.

Сопротивление горных пород разрушению в забойных условиях выше, чем в атмосферных. Это следует учесть путем приведения предела текучести р₀ породы к забойным условиям:

р_0з = k_у р₀,                                                                                (4.1)

где р_0з – предел текучести горной породы в забойных условиях; k_у – коэффициент, зависящий от угнетающего давления бурового раствора на забое скважины:

k_у = .

    Величина угнетающего давления зависит от динамического давления бурового раствора р_с.д. на забой скважины и пластового давления р:

    р_с.д = r₁gz + Dр,                                                                         (4.2)

где r₁ – плотность бурового раствора; z – глубина бурения по подошве выбранного интервала (пласта); Dр – ожидаемые колебания давления бурового раствора (по заданию).

Таблица 4.3 - Характеристики вооружения шарошечных долот 1-го класса

Размер и тип долота	Сумма длин зубьев, , мм	Сумма зубьев,	Высота зубьев, hз , мм	Смещение осей шарошек, ko	Притупле-ние зубьев, b0, мм	Сумма венцов на шарошках, тв
190,5M	90	67	11,6	0,073	1,7-1,9	7
190,5MC	116	76	10,5	0,052	1,7-1,9	7
190,5С	116	83	10,0	0,033	1,7-1,9	7
190,5CT	90	87	9,0	0,031	1,6	8
190,5T	90	129	7,4	0,010	1,5	8
200,0М	130	67	12,0	0,070	2,00-2,35	7
200,0С	105	114	10,6	0,032	1,90-2,10	9
200,0Т	104	121	8,8	0,010	1,75	9
215,9M	140	72	13,0	0,074	2,00-2,35	7
215,9MC	132	73	11,0	0,046	1,90-2,10	9
215,9C	113	123	11,5	0,037	1,90-2,10	9
215,9T	112	131	9,5	0,009	1,75	9
244,5M	147	71	17,7	0,065	2,00-2,35	8
244,5MC	150	98	13,1	0,049	1,90-2,10	10
244,5C	150	139	11,8	0,041	1,90-2,10	11
244,5CT	150	178	12,2	0,033	1,75	11
244,5T	152	179	10,0	0,008	1,75	11
250,8M	150	73	15,0	0,064	2,00-2,35	8
250,8C	154	143	13,0	0,040	1,90-2,10	11
250,8T	156	183	11,0	0,008	1,75	11
269,9M	160	75	17,7	0,074	2,00-2,35	8
269,9MC	163	110	13,5	0,052	1,90-2,10	10
269,9C	158	167	10,3	0,037	1,90-2,10	11
269,9T	157	239	8,4	0,011	1,75	11
295,3M	175	82	19,4	0,068	2,00-2,35	8
295,3C	178	183	11,3	0,034	1,90-2,10	11
295,3T	172	260	9,2	0,010	1,75	11

Таблица 4.4 - Характеристики твердосплавного вооружения шарошек

2-го класса

Плотность бурового раствора принять из условия предупреждения притока пластового флюида:

    r₁ = kp',                                                                                 (4.3)

где р' – относительное пластовое давление (по заданию); k – коэффициент запаса, зависящий от глубины скважины (таблица 4.5).

Таблица 4.5 – Коэффициент запаса

 Для горных пород с гранулярной пористостью (аргиллитов, глинистых сланцев, алевролитов и песчаников) принять          

р_у = р_с.д – р,                                                                           (4.4)

где

р = р'р_в.                                                                                     (4.5)

Здесь р_в – давление столба воды на той же глубине z:

    р_в= r_вgz.

Плотность воды r_в принять равной 1000 кг/м³.

Для горных пород с кавернозно-трещинной пористостью принять

      р_у = р_с.д.                                                                                   (4.6)                                           

Коэффициент а_у в уравнении (4.1) зависит от р₀ и определяется по формуле

    ,                                                   (4.7)

где – средний предел текучести горной породы, МПа.

    Рассчитать величину коэффициента k_у и далее по формуле (4.1) величины `р_0з, р_0зв1 и р_0зв2, используя данные таблицы 3.2.