Научный журнал
Международный журнал экспериментального образования

ISSN 2618–7159
ИФ РИНЦ = 0,440

МЕТОДИКА РАСЧЁТА ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПРОЦЕССА БУРЕНИЯ ВЗРЫВНЫХ СКВАЖИН С ПНЕВМО-ЭЖЕКЦИОННОЙ ЭВАКУАЦИЕЙ БУРОВОГО ШЛАМА

Эффективность пневмо-эжекционной эвакуации бурового шлама [1, 2] из взрывных скважин может быть оценена посредством расчета технико-экономических показателей процесса бурения в сравнении с пневмоочисткой.

Расчет выполнен на основе результатов опытно-промышленных испытаний шнекового пневмо-эжекционного эвакуатора ШПЭ-244,5 на Мазульском известняковом руднике при бурении сложноструктурных блоков в закарстованных массивах.

Расход сжатого воздуха, необходимого для эффективного удаления бурового шлама из скважины, F, м3/с, [3]:

,

где Кв - коэффициент, учитывающий наличие воды в воздухе (при бурении с подачей технологической воды в скважину), Кв = 1,3-1,5; S - площадь поперечного сечения кольцевого пространства призабойной зоны скважины, м2 (при бурении долотом III 244,5 ОК-ПВ),

,


где Dс - диаметр скважины, м; dД - средний диаметр корпуса долота, м; Vэ - эквивалентная скорость потока сжатого воздуха, которая в нормальных условиях достаточна для выноса бурового шлама из скважины, Vэ = 15-20 м/с; Рз - давление сжатого воздуха в призабойной зоне скважины, Па:

Рз = Рк - ΔРш - ΔРd ,


где Рк - давление сжатого воздуха на выходе из компрессора, Па; ΔРш, ΔРd - потери давления сжатого воздуха, соответственно, в пневмосистеме бурового станка и долоте, Па (по расчетам, выполненным с учетом известных исходных данных [4], ΔРш = 0,025·106 Па, ΔРd = 0,2·106 Па); zt - коэффициент отклонения от закона идеального газа (при малых значениях Рз и Тt коэффициент zt = 1); ρ0 - плотность воздуха при нормальных условиях, ρ0 = 1,205 кг/м3; R - газовая постоянная, R = 287 Дж/(кг·К); Тt - температура сжатого воздуха в зоне забоя скважины, равная примерно 300 К.

Расход сжатого воздуха при пневмоочистке скважины:

.

Расход сжатого воздуха при пневмо-эжекционной эвакуации бурового шлама из скважины:

.

Необходимая мощность привода компрессора Nк, кВт, бурового станка

Отсюда необходимая мощность привода компрессора при бурении скважин с пневмоочисткой:

Необходимая мощность привода компрессора при бурении скважин с пневмо-эжекционной эвакуацией бурового шлама:

От установленной мощности электродвигателей станка СБШ-250 МНА-32 (409 кВт) мощность привода компрессора составляет:

при пневмоочистке скважины от бурового шлама -

при пневмо-эжекционном удалении бурового шлама -


т.е. снижается по сравнению с пневмоочисткой на 14 %.

При уменьшении расходуемой мощности привода компрессора с использованием пневмо-эжекционной эвакуации бурового шлака снижение годового расхода электроэнергии по сравнению с пневмоочисткой на один буровой станок составляет

,


где Тч - среднее количество часов работы в год станка СБШ-250 МНА-32, Тч = 4016 ч.

Экономия средств за счет снижения расхода электроэнергии на один буровой станок типа СБШ при бурении скважин с пневмо-эжекционным удалением бурового шлама составляет

где Сэл - принятая средневзвешенная стоимость 1 кВт·ч электроэнергии при потреблении её станком в течение 5000 час в год, руб.

Для 5 станков Мазульского известнякового рудника годовая экономия электроэнергии составит примерно 1,5 млн. руб.

Таким образом, пневмо-эжекционный способ позволяет повысить эффективность процесса эвакуации бурового шлама за счет управления (авторегулирования) его концентрацией посредством изменения режимов подачи сжатого воздуха, снизить энергетические затраты на бурение, осуществить проходку глинистых пород и закарстованных массивов с меньшими расходами на процесс бурения.

 


СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Пат. 2281378 Российская Федерация, МПК7 Е21В 10/44, 49/00. Способ эвакуации бурового шлама из скважины и устройство для его осуществления. / А.В. Гилёв, В.Д. Буткин, В.Т. Чесноков и [др.]. Заявитель и патентообладатель ГАЦМиЗ - № 2004131410/03; заявл. 27.10.04; опубл. 10.08.06, Бюл. № 22.
  2. Гилёв, А.В. Совершенствование пнвмотранспортных систем буровых станков/А.В. Гилёв, В.Д. Буткин, С.В. Збинец. - Горный журнал. - 2010. - № 12. - С. 45 - 47.
  3. Маковей, Н. Гидравлика бурения / Н. Маковей; пер. с рум. М.: Недра, 1986. - 536 с.
  4. Перетолчин, В.А. Вращательное и шарошечное бурение скважин на карьерах / В.А. Перетолчин. - М.: Недра, 1983. - 175 с.

Библиографическая ссылка

Гилёв А.В. МЕТОДИКА РАСЧЁТА ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПРОЦЕССА БУРЕНИЯ ВЗРЫВНЫХ СКВАЖИН С ПНЕВМО-ЭЖЕКЦИОННОЙ ЭВАКУАЦИЕЙ БУРОВОГО ШЛАМА // Международный журнал экспериментального образования. – 2010. – № 7. – С. 113-115;
URL: http://expeducation.ru/ru/article/view?id=466 (дата обращения: 07.08.2020).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074