Физико-механические свойства горных пород и их буримость
Классификация горных пород по буримости
жүктеу/скачать 46.52 Kb.
|
| 10. Классификация горных пород по буримости.
Под буримостью понимают способность горной породы разрушаться под действием различных породоразрушающих инструментов. Буримость определяется величиной углубки в данной породе за единицу чистого времени бурения и измеряется в метрах в час, сантиметрах в минуту или миллиметрах в минуту. Буримость - величина непостоянная и зависит от физико-механических свойств пород, стойкости породоразрушающих инструментов, состояния технологии бурения, организации работ, квалификации обслуживающего персонала и т.д. С изменением и совершенствованием технической оснащенности геологических организации изменяется и буримость горных пород. Буримость горных пород определяется механической прочностью, твердостью и абразивностью. Механическая скорость или буримость пород изменяется во времени. Это связано с абразивном износам породоразрушающего инструмента.буримость зависит от зернистости породы и значительно уменьшается с уменьшением величины зерен, так как минеральные зерна малых размеров обладают большей относительной механической прочностью, чем крупные частитсы. Так, крупнозернистые граниты имеют более высокую буримость, чем мелкозернистые. Буримость также зависит от количества и твердости цемента. Например, песчаники с кремнистым цементом бурятся значительно медленнее, чем песчаники с известковым цементом. Буримость горных пород во многом зависит от текстурных признаков, определяющих их анизотропность. Большинство пород в результате воздействия на них горообразовательных процессов имеют различные физико-механические свойства во взаимно перпендикулярных направлениях, ориентация которых связана с направлением слоистости, сланцеватости, кливажа, трещиноватости и т. п. такие породы называются анизотропность. Большинство пород в результате воздействия на них горообразовательных процессов имеют различные физико-механические свойства во взаимно перпендикулярных направлениях, ориентация которых связано с направлением слоистости, сланцеватости, кливажа, трещиноватости и т. п. такие порды называются анизотропными. По данным Е.Ф. Эпштейна у анизотропных пород минимальная твердость P1, а следовательно, наибольшая буримость, наблюдается в направлении перпендикулярном напластованию. В направлении падения твердость увеличеватся и имеет наибольшее значение P2 в направлении параллельном напластованию. Отношение и большой твердости к меньшей =P2P1 называется степенью анизотропности, которая в разных породах изменяется от 1 до 1,75. Буримость горных пород зависит также от способа бурения, а вернее способа разрушения горных пород, который определяется применяемым породоразрушающими инструментом и характером приложения нагрузок (статическое, диномическоеили комбинированное). Поэтому для различных способов бурения разработана своя классификация горных пород по буримости. Так, при вращательном способе бурения все породы разбиты на двенадцать категорий, при ударном на семь. При ручном – на семь, при разведке россыпей – на шесть, при ручном ударно-вращательном бурении – на пять категорий и т.д. Причем классификации горных пород разрабатываются так, чтобы их шкала по физико-механическим свойствам оставалась постоянной, а шкалу буримости можно было изменять по мере совершенствования техники и технологии бурения. Это позволяет объективно оценивать уровень технического прогресса и совершенствовать производственные процессы. Классификация горных пород по буримости необходима, как единый критерий, при планировании, проектировании, финансировании буровых работ; определении потребности в оборудовании, инструменте, материалах; нормировании труда рабочих геологоразведочных организаций, работающих в различных геологических условиях. В разное время для вращательного бурения были разработаны классификации М. М. Протодьяконова по крепости, Л. А. Шрейнера по твердости и пластичности, ВИТР на основе твердости по методу резания на приборе «ОТ», ЦНИГРИ по объединенному показателю м и др. Классификация пород для вращательного бурения по ЕНВ 1963 г. приведена в таблице 2.2, в которой указаны типичные представители горных пород, относящиеся к данной категории, а также механическая скорость бурения и углубки за рейс. На практике в геологических организациях буримость пород устанавливается геологами макроскопическим определением категории пород по действующей классификаций с учетом фактической углубки за рейс. При таком субъективном визуальном способе определения буримости возможно занижении категории бригадам, достигшим высокой скорости бурения, и, наоборот, завышение категории плохо работающим бригадам. Для объективного определения категорий ЦНИГРИ разработан ОСТ 41-89-74 «Породы горные. Методы контрольного определения категорий по буримости для вращательного бурения». Для установления категорий данной породы по буримости из неё отбирают 2-3 пробы керна и на приборе ПОАП-2М определяют коэффициенты динамической прочности Fд и абразивности Ка. По формуле м= 3Fд0,8Ка вычисляют объединенный показатель. Объединенный показатель можно определить по номограмме (рис.2.4). Значение коэффициента устанавливается как среднее двух испытаний по двум пробам. Категория пород по буримости определяется сравнением фактического показателя м для данной породы со стандартными, значения которого для различных пород приведены в табл.2.2. Из отобранных проб керна длиной не менее 50 мм составляются эталонные образцы. Каждый образец должен иметь этикетку, в которой указывается организация, номер скважины, название породы и её характеристика, значение Fд, Ка,м и категория горной породы по буримости. После составления коллекции эталонных образцов дальнейшие определения категории прибором ПОАП-2М проводится лишь в порядке контроля и для объективного решения спорных вопросов. При отсутствии приборов допускается определение категории по хронометражным наблюдениям затрат времени на 1 м углубки скважины с последующим сопоставлением установленного времени с нормативами. Длительность одного наблюдение в зависимости от категории пород должна быть не менее 15-120 мин., а число наблюдений – не менее трех. Таблица 1 жүктеу/скачать 46.52 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|