Способ оценки эффективности работы породоразрушающего инструмента Советский патент 1982 года по МПК E21B9/00 

(54) СПОСОБ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ ПОРОДОРАЗРУШАЮЩЕГО ИНСТРУМЕНТА

12

Изобретение относится к бурению 1ГО1ЖЫХ пород.

Известен способ оценки эффективности работы породоразрушающего инструмента при бурении с npoNHBO Hoft жидкостью путем снятия отпечатков забоя с использованием пластических масс. Этим методом исследуются неровности забоя, характеризующие степень его разрушенности ClJ.

Однако метод дает оценку лишь поверхностной части забоя шпура или скважины, но не дает представления о так называемой зоне предразрушения. Известно, что в процессе бурения однородных пород в забое шпура формируется два слоя: срезаемый и структурно изменяемлй. Второй слой, т.е. зона предразрушения, находится . непосредственно под лезвием бурового инструмента. Предполагается, что толщина второго слоя равна 0,5-4 мм. Чем глубже и полнее проработан второй слой, тем легче он снимается буровым инструментом в положении первого слоя.

Наиболее близким к изобретению является способ оценки эффективности работы породоразрушающего инструмента по результатам исследования

зоны предразрушения с использопчнием промлвочной жидкости, в качестве которой используют люминесцирующую эмульсию. Исследование зоны предpaзpiщleния осуществляют путем макрои микроанализа в ультрофиолетовых лучах, предварительно разрушенных по диаметру образцов породы. Этот способ включает подготовку образца горной породы, разрушение этого образца инструментом с одновременной пропиткой зоны предразрушения промывочной жидкостью и изучение этой .зоны С23Однако известный способ не позволяет определить глубину проникновения промывочной жидкости непосредственно в процессе бурения, не нарушая целостности образца, так как оценка зоны предразрушения производится по истечению времени, необходимого на снятие образца после бурения и-на его разрезание, в течение чего образуется дополнительная трещиноватость на изучаемом месте. За этот промежуток времени люминесцирующая эмульсия продолжает и дальше проникать по образованным в процессе бурения трещинам и по вновь образованным трещинам, возникшим в процессе „разрезания образца. Кроме того, люминесцирующая эмульсия имеет более высокий коэффициент смачиваемос ти, чем применяемые промывочные жид кости. Данные недостатки ;лскажа1от действительную глубину проникЕ овВ ния применяемой жидкости в зону предразрушения, что сказрлваетоя На оценке ее точности. , Целью изобретения является повышение точности оценки зоны предразрушения. Поставленная цель достигается те что при подготовке образца горной п роды в нем устанавливают электроды , регистрирующего прибора, затем при разрушении образца.определяют глуби ну проникновения жидкости в зону пр разрушения по расстоянию, пpoйдeннo инструментом до момента фиксации пе вого сигнала регистрирующего прибора, а по характеру сигнгша судят о трещиноватости зоны предразрушения. На чертеже представлена схема измерения глубины проникновения жид кости в ЗОНУ предразругаения. Схема содержит образец 1 из породы, закрепленный в гнезде; электроды 2, внедренные в образец и укрепленные в нем на фиксированном расстоянии от торцовой поверхности образца;, буровой инструмент 3; уси литель 4 для усиления сигнала осциллограф 5. Через отверстие в буро вой штанге подается смазывающе-ох лаждающая жидкость (СОЖ). Указанные исследования в лабораторных условиях производится по сле дующей методике. Выбуривается керн большого диаметра 131 мм из песчаника крепостью f 12 по шкале проф. М.М.Протодья- конова; керн разрезается на образцы высотой 150 дм. Далее в образце диажтргшьно друг другу на расстоянии L 70 мм от торцовой поверхнос ти сверлятся отверстия диаметром 12 мм, на глубину до 45 wiM. Сверление производится алмазным сверлом при малых усилиях подачи, чтобы не создавать зоны предразрушения вокру этих отверстий. Образец сушится обдувом горячего воздуха, после чего в отверстия вставляются медные элек троды с соответствующим диаметром 12 мм и высотой 80 глм. Ei щель межд образцом -и электродом- зал:ивается электропроводный лак на основе эпок сидной смолы и выдерживается до затвердевания. Образец вставляется в скважину в массивной металлической плнте. Электроды 2 через усилитель подсоединятся к регистрирующему при бору 5. В образце 1 производится экспери ментальное бурение испып.-емлм инструментом 3. В качестве ООЖ используется вода с добавлением поваренной соли для увеличения электропроводности , Электропроводность между электрода.11 измеряется электрометрическим усилителем У5-6 4 и контролируется шлейфовым осциллографом Н105 5. В процессе бурения зная L, т,е, глубину проходки бурового инструмента до получения первого сигнала (L 67 мм) и расстояние L от торцовой поверхности образца до .тродов измеряют глубину проникко :ония жидкости -в зону предразрушения uLi 70-67 3 мм. Величина дЬ может быть также измерена как расстояние, пройденное инструментом от регистрации первого и последнего сигналов (поломка электродов) Далее в процессе бурения по получaeмo ty сигналу наблюдается изменение проникновения жидкости на всем расстоянии дЬ, т.е. по характеру полученного сигнала можно судить о трещиноватости зоны предразрушения по глубине лЬ. Пр сравнению с известным способом повышается точность оценки зоны предразрушения, так как глубину проникновения проглавочной жидкости определяют непосредственно в процессе бурения. Технико-экономическая эффективность предлагаемого способа заключается в том, что исследование поведения зоны предразрушения вносит новые элемент. в теорию разрушения, позволяет определить при каких режимах работы между породоразрущающим инструментом и породой существует сухое трение, а при каких режимах - мокрое, что необходимо для рационального использования породоразрушающего инструмента. ©орЬТула изобретения Способ оценки эффективности работы породоразрушающего инструмента, включающий подготовку образца горной Цороды, разрушение этого образца инструментом с одновременной пропиткой зоны предразрушения пpo ывoчнoй жидкостью и изучение трещиноватос|ти этой зоны, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности оценки зоны предразрушения, при подготовке образца горной породы в нем устанавливают.электроды регистрирующего прибора, затем при разрушении образца определяют глубину проникновения жидкости в .зону предразрушения по расстоянию, пройденному инструментом до момента фиксации первого сигнала регистрирую.щего прибора, а по характеру сигнала судят о трещиноватости зоны предразрушения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Квач В.В. и Свешников И.А, Методика получения отпечатков забоя.

Сб. Горный породораэрушаюпщй инструмент, Киев Техника, 1966.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2537944/22-03, , Е 21 В 9/00, :24Л0.77.

LZ:

шг

i:k22k2Z/

/ /

/ /

/ / / / у

/ / / /

/

/

/

/

/