Пылеулавливание и пылеподавление при шарошечном бурении

Определение расхода воздуха на продувку скважины.

Лекция 9

При продувке воздух от компрессора, через штангу подается на забой. давление воздуха 0,6-0,7 МПа.

Вынос породы из скважины при продувке происходит вследствие того, что силы давления восходящей струи воздуха больше их веса.

Скорость воздуха, при которой давление на его частицу равное весу, называется скоростью витания. В этом случае частицы не поднимаются и не опускаются, а находятся во взвешенном состоянии.

Обычно удельный расход воздуха на выдачу 1м³ буровой мелочи колеблется в пределах Е =80-150м³

Объем породной мелочи, образуемой при бурении равен:

К _р – коэффициент разрыхления породы;

v _б –скорость бурения, м/мин.

D – диаметр скважины, м

Скорость восходящего потока v_{п.в .}(м/с) в затрубном пространстве, необходимая для подъема частиц породы усредненного диаметра d _п (м) и плотностью γ (кг/м³), может быть определен по формуле:

Обычно v _{п.в .}=15-40м/с

Расход воздуха W _в (м³/мин) зависит от скорости восходящего потока и площади поперечного сечения зазора между стенками скважины и буровой скважины и определяется по формуле:

D – диаметр скважины, м

d – диаметр буровой штанги, м

Расход свободного воздуха для выдачи буровой мелочи равен:

Производительность компрессора бурового станка берется в 2-3 раза больше W _в в связи с большими утечками воздуха по трещинам при бурении трещиноватых пород:

К =2-3, коэффициент, учитывающий утечки воздуха.

Основным методом борьбы с пылью на буровых станках является применение пылеулавливающих устройств и использование методов пылеподавления в забое скважины.

Классификация существующих способов снижения запыленности воздуха при шарошечном бурении скважин на карьерах.

3.19.1. В гравитационных пылеулавливающих установках улавливание буровой мелочи из пылевоздушного потока осуществляется за счет силы тяжести при резком уменьшении скорости движения потока в камере.

Крупность улавливаемых частиц зависит от конструктивных размеров камер и плотности буримых пород. В основном в них улавливаются частицы крупностью 300-500 мкм.

Гравитационные пылеулавливатели применяются лишь как первая ступень для улавливания крупных фракций.

Схема гравитационного пылеулавливания.

	1. пылеприемник; 2. буровая штанга; 3. пылеосадительная камера; 4. вентилятор.   3.19.2. В инерционных пылеулавливателях для выделения пылевидных фракций используется сила инерции при вращательном движении пылевого потока. Пылеулавливающие установки, работающие на этом принципе, называются циклонами.
Циклоны применяются для очистки воздуха от пылевидных частиц крупностью >5мкм. Для эффективной работы циклона скорость воздуха на входе в циклон должна быть 15-18м/сек. Эффективность работы циклона улучшается с уменьшением диаметра циклона. На этой особенности основано конструирование циклонов малого диаметра (40-200мм), так называемых мультициклонов, которые для очистки больших объемов соединяются параллельно в батареи.   Схема циклона

3.19.3. Конструкция и принцип работы пылеулавливающей установки

Пылеулавливающая установка обычно состоит из следующих частей:

1. пылеприемника – узла отсоса буровой мелочи и запыленного воздуха от устья скважины;

2. аппаратов пылеулавливания – циклонов, мультициклонов, рукавных фильтров и др.;

3. побудителя тяги – вентилятора, вакуум-насоса, эжектора и др.;

4. системы воздухопроводов.

Все пылеулавливающие установки имеют, как правило, несколько ступеней очистки воздуха от пыли.

Рассмотрим более подробно конструкцию и принцип работы пылеулавливающей установки МПУ-1, разработанной ВНИИ БТГ.

Установка МПУ-1 предназначена для улавливания всей буровой мелочи и пыли, образующихся при бурении скважин шарошечными станками.

Установка (см. схему установки МПУ-1) имеет две степени очистки и состоит из:

· пылеприемника 1;

· циклона 3;

· тканевого рукавного фильтра 5;

· вентилятора 4;

Принцип улавливания заключается в следующем: пылевоздушный поток, выходящий из скважины, поступает через пылеприемник 1 по пылепроводу 2 в циклон 3, который выполняет функцию первой ступени очистки.

Схема установки МПУ-1

1. пылеприемник; 2. пылепровод; 3. циклон; 4. вентилятор; 5. камера рукавного фильтра; 6. выходная труба; 7. обводной воздухопровод; 8. задвижка; 9. сопла сжатого воздуха; 10. шлюзовой затвор.

В циклоне улавливается до 90-98% буровой мелочи и крупной пыли. Поток самой тонкой пыли вентилятором 4 подается в камеру тканевого рукавного фильтра 5. Фильтр состоит из прямоугольного каркаса, в котором размещены фильтрующие элементы (рукава).

Для обеспечения постоянства гидравлического сопротивления рукавов происходит непрерывная регенерация запыленной ткани. Для этого сжатый воздух посредством распределительного механизма по очереди подается к соплам 9, установленным строго по оси над каждым рукавом. Подаваемая струя воздуха раздувает рукав и сбивает осевшую на ткань пыль. Время впрыска воздуха 0,1-0,3 сек, а периодичность впрыска зависит от начальной концентрации пыли в воздухе.

При бурении по обводненным породам открывается задвижка 8 и воздух из циклона по обводному воздухопроводу 7 направляется в трубу 6. Рукавный вариант в данном случае не принимает участие в процессе пылеулавливания.

Выгрузка буровой мелочи и пыли из циклона осуществляется непрерывно шлюзовым затвором (10), имеющим индивидуальный привод.

Рассмотрим еще один пример установки сухого пылеподавления бурового станка СБУ-100Г-35.

Установка сухого пиловловлення (см. следующую схему) діє таким чином. Повітряно-пиловий потік, який виходить зі свердловини, спрямовується далі в камеру 1, де через різку втрату швидкості звільняється від крупних частин бурового дріб’язку. Далі потік по повітропроводу 2 подається вентилятором 7 у циклони 3, потім у рукавний фільтр тонкого очищення 4, а з нього - в атмосферу. Фільтр зроблено у вигляді чотирьох паралельно встановлених тканинних рукавів 5, уздовж яких переміщується продувальна каретка 6, що виконує їх періодичне очищення струменем стисненого повітря. Виділення пилу досягає 99,9%.

3.19.4. Мокрое пылеподавление

Подавление пыли происходит непосредственно в забое скважины с помощью воздушно-водяной смеси. Запыленность воздуха при применении воздушно-водяной смеси находится в допустимых нормах и при расходе воды 0,25-0,5л/сек составляет 1-1,5мг/м³.

Дата добавления: 2014-10-17