Охрана труда при буровых работах.

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 23 из 88Следующая ⇒

БУРОВЫЕ И ВЗРЫВНЫЕ РАБОТЫ.

БУРОВЫЕ РАБОТЫ.

В разрабатываемых породах буриль­ным инструментом бурят цилиндрические отверстия — выработки. Выработку диаметром до 75 мм и глубиной до 6 м называют шпуром, выработку боль­ших размеров — скважиной. Шпу­ры и скважины бывают вертикальными, наклонными и горизонтальными. Начало шпура или скважины у поверхности зем­ли называют устьем, низ — забоем, бо­ковые поверхности — стенками.

Процесс бурения состоит из двух опе­раций: разрушения (отделения) породы на дне скважины и удаления разрушен­ной породы из скважины.

(Эффективность бурения скважин и шпуров определяется скоростью бурения, которая зависит от: физи­ко-механических свойств грунта, в ос­новном от сопротивления породы разру­шению под действием бурового инстру­мента; вида и формы бурового инструмен­та и способа его воздействия на забой скважины (ударное, вращательное, удар­но-вращательное и т. д.); диаметра сква­жины и, в ряде случаев, ее глубины; способа, скорости и тщательности удале­ния из забоя скважины буровой мелочи; общей организации и масштаба производ­ства буровых работ.

Трудоемкость бурения породы — буримость — характеризуется временем чистого бурения 1 м скважины (шпу­ра) и зависит от крепости породы (табл. IV.1).)

Разрушенный грунт (буровая мелочь, шлам) удаляется из скважин глинистым раствором или водой, струей сжатого воздуха, шнековыми устройствами, же­лонками и другими приспособлениями.

Стенки скважины в слабых, рыхлых и насыщенных водой грунтах крепят сталь­ными обсадными трубами. Колонны об­садных труб составляют из звеньев дли­ной 1,5...4,5 м, соединяемых муфтами, ниппелями или свинчиванием (труба в трубу).

В зависимости от геологических и гид­рогеологических условий выработок и их глубины применяют те или иные спо­собы бурения, которые можно подразделить на две основные группы.

К первой группе относятся способы бурения, при которых по­роду разрушают механически, воздейст­вуя на нее породоразрушающими инстру­ментами.

Ко второй группе относятся способы, при которых для бурения используются физико-хими­ческие методы разрушения горных пород.

Ударный (ударно-канатный) способзаключается в том, что буровой снаряд массой 1000...3000 кг падает с опреде­ленной высоты в забой скважины и раз­рушает породу благодаря развивающей­ся при его падении живой силе удара. После каждого удара буровой снаряд поворачивается на некоторый угол, вследствие чего создаются условия для равномерного разрушения всей площади забоя скважины. Во время бурения в скважину периодически подают воду и образовавшийся шлам вычерпывают же­лонкой.

Принцип ударного бурения использо­ван в пневматических бурильных молот­ках (ручных и колонковых перфорато­рах), которые широко применяются для бурения шпуров диаметром 32...40 и 50...75 мм в полускальных и скальных грунтах.

Ударно-вращательное бурение с по­гружным пневмоударником (пневмоударное бурение) по сравнению с ударно-канатным имеет более высокую скорость; при этом можно бурить направленные (от 0 до 90° к горизонтали) скважины, отсутствует необходимость в подвозке тяжелого инструмента и снабжении во­дой.

К ударно-вращательному бурению можно отнести шарошечный способ бурения.

Вращательное бурение заключается в том, что буровой снаряд из штанг шнекового типа с резцовой коронкой, прижа­тый к забою скважины за счет массы стан­ка, получает вращение.от двигателя стан­ка. Резцы коронки при вращении в забое скважины срезают породу, которая в виде мелочи непрерывно удаляется из скважины спиральными витками штанг.

Вращательное бурение скважин осу­ществляется в основном станками шне-кового бурения, а в отдельных случаях, для бурения разведочных скважин в осо­бо вязких абразивных грунтах (для по­лучения керна),— станками алмазного и дробового бурения.

Преимущества вращательного буре­ния — достаточно высокая скорость бу­рения в плотных и полускальных грун­тах и непрерывность процесса, воз­можность бурения как вертикальных, так и наклонных скважин.

При вибрационном бурении применяют вибраторы направленного (вертикально­го) действия, жестко присоединенные к колонне буровых труб, имеющей на кон­це рабочий наконечник. Под действием вибрирующего снаряда некрепкие грун­ты и породы выделяют связанную воду; часть породы в зоне контакта с вибри­рующим наконечником переходит в по­движное состояние, что влечет за собой резкое снижение сопротивляемости грун­та сдвигу и способствует погружению вибробурового снаряда в породу.

       Термическое (огневое) бурениеоснова­но на прожигании породы высокотемпе­ратурной газовой струей, выходящей со сверхзвуковой скоростью из сопла огнеструйной горелки. Для получения высо­котемпературной газовой струи исполь­зуют распыленный керосин и газообраз­ный кислород (иногда воздух).

       Термическое бурение применяется только в исключительно труднобуримых кварцсодержащих скальных, а также в мерзлых грунтах.

       Гидравлическое бурениеосновано на использовании ударного действия тонкой высоконапорной струи воды, подаваемой в забой скважины со сверхзвуковой ско­ростью.

       Электрогидравлическое бурениеосно­вано на явлении гидравлических ударов, возникающих в жидкой среде вследствие импульсного разряда между разомкну­тыми контактами электрической цепи, к которым подводится высокое напряже­ние. (Этот ме­тод находится в стадии промышленных экспериментов.)

       Применение ультразвукадля бурения скважин и резания пород основывается на совместном воздействии на хрупкую породу ультразвуковых колебаний буро­вого инструмента (частота свыше 20 кГц) и кавитационного эффекта впромывочной жидкости.

       Взрывобурениезаключается в том, что в забой скважины периодически подают­ся ампулы с жидкими компонентами взрывчатого вещества (ВВ) — окислите­лем и горючим. Может быть также применен взрывобур, являющийся доза­тором непрерывно подаваемого горючего и окислителя (четырехокись азота и ке­росин) и непрерывно (или прерывно) по­ступающего инициатора взрыва (напри­мер, сплава К и Na).

       Плазмобурениезаключается в нагреве забоя скважины плазменным факелом, образующимся в плазмотроне (электри­ческой дуге между электродом и соплом газовой горелки, охлаждаемой водой) при прохождении струи азота или смеси азота и водорода.

БУРЕНИЕ ШПУРОВ И СКВАЖИН.

Для бурения шпуров наиболее часто применяют перфораторы (пневматиче­ские отбойные молотки) и электросверла.

Рабочей частью перфораторов (рис. IV. 1, а, в) являются долотчатый буровой инструмент, крестообразные и звездчатые буры и коронки.

Электросверла — легкие с руч­ной подачей и тяжелые савтоматиче­ской — применяют для вращательного бурения шпуров диаметром до 46 мм и глубиной до 5 м в породах различной твердости. Рабочим органом любого свер­ла является сменный резец, укрепляе­мый на конце буровой штанги.

Рис. IV. 1. Оборудование и инструмент для бурения шпуров и скважин: с — бурильный молоток (перфоратор ПР-30); б — ручное электросверло; в — формы головок бура; г — схема ручного термобура; д — буры ручные; е — самоходная установка колонкового бурения; ж — рабочие нако-, печники; / — рама; 2 — цилиндр; 3 — буродержатель; 4 — глушитель; 5 — поворотная рукоятка; 6 — воз-> душный шланг; 7 —■ патрубок; 8 — корпус; 9 — ручка; 10 — электрокабель;, 11 — патрон; 12 — крышка; \ 13 — сопло; 14 — камера сгорания; 15 — топливная трубка; 16 — щиток; П — труба; IS — воздушный I кран; 19 — манометр; 20 — топливный кран; 21 — топливный шланг; 22 — редукторный клапан; 23 — топлив-f Яый насос; 24 — топливный бак; 25 — ручной бур; 26 —■ йапарье-змеевик; 27 — напарье-желонка; 28 — кла-I пан; 29 — двигатель; 30 — насос; 31 — блок; 32 — мачта; 33 — трос; 34 — вертлюг; 35 — штаига; 36 — ро-I тор; 37 — буровой снаряд; 38 — коронка, армированная резцами из твердого сплава; 39 — то же, мелкими | алмазами; 40 — дробовая коронка; 41 — шарошечное долото; 42 «- крестовое долото; 43 — уступчатое до­лото

Бурение скважин производят ударным (удар но- канатным), удар но-вр ащатель-ным, вращательным и вибрационным способами.

Ударно-канатные буровые станки (БУ-20-2м, БУ-20-2у, БС-1м) используют только в разнородных и разнопрочных грунтах, а также для бурения разведоч­ных скважин при диаметре их 150... ...350 мм и глубине до 50 м.

Станки с погружными пневмоударниками применяются для бурения скважин диаметром 100...200 мм и глубиной до 30 м только в труднобуримых и абразивных скальных грунтах. Станки конструктивно про­сты; возможно многошпиндельное буре­ние. Основные их недостатки — малая стойкость буровых коронок, низкая про­изводительность и большое пылеобразование.

Станки шнекового бурения широко применяются для бурения вертикальных и наклонных скважин диаметром 125... ...160 мм и глубиной до 25м в плотных и полускальных грунтах (аргиллите, мяг­ком известняке, мергеле и т. п.). Стан­ки просты в эксплуатации, при их работе обеспечиваются благоприятные санитар­но-гигиенические условия.

Для вращательного бурения скважин применяют самоходные бурильные и бурильно-крановые установки (рис. IV. 1, е). Бурильный инструмент входит в толщу породы вращательно-поступательным движением по направлению своей оси. Различают два способа вращательного бурения: колонковый и роторный. В станках колонкового и роторного буре­ния для очистки скважины и охлаждения бурового инструмента применяют гли­нистый раствор.

При колонковом способе в нижней части бурового снаряда уста­навливают колонковую трубу, которую при помощи переходников соединяют с кольцевой коронкой, армированной рез­цами из твердых сплавов или алмазами (рис. IV. 1, ж, 38, 39). Сначала выбури­вают кольцевой забой, а остающийся не­тронутым столбик породы (керн) входит в колонковую трубу, вместе с которой его извлекают на поверхность.

При роторном способе бу­рильные трубы вращает специальный вращатель-ротор, устанавливаемый не­посредственно над устьем скважины. Ротор имеет отверстие, через которое пропущена ведущая штанга квадратного сечения. Для разрушения крепких пород при роторном бурении чаще всего приме­няют шарошечные (рис. IV. 1, ж, 41) и уступчатые долота (рис. IV. 1, ж, 43), которые разрабатывают грунт по всей площади забоя скважины.

К управлению буровыми станками до­пускаются лица, имеющие специальные удостоверения.

Буровой мастер отвечает за соблюде­ние правил безопасности членами брига­ды. До начала работы он обязан убедить­ся в исправности и надежности всех меха­низмов, наличии ограждения движущих­ся частей и обеспечении свободного доступа к станку, а также проверить ис­правность заземления электродвигателей, электроинструментов и пусковой аппа­ратуры станков.

Сооружение, ремонт, передвижку и разборку буровых вышек выполняют под наблюдением ответственного лица. В пре­делах запретной зоны (до 15 м от устья скважины) пребывание посторонних лиц не допускается.

Места бурения в темное время суток должны быть освещены.

Познавательные статьи:



Психологические особенности спортивного соревнования

Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации

Занятость населения и рынок труда

Социальный статус семьи и её типология