Einfluss der Rotationsgeschwindigkeit auf die Bohrung

Rotationsgeschwindigkeit gibt an, wie schnell sich ein Bohrer mit einem bestimmten Durchmesser dreht, und ist das Ziel, das verwendet wird, um die Umkehrgeschwindigkeit während des Bohrvorgangs zu messen. Beim Bohren sind die Felsbruchbedingungen von Felsen mit unterschiedlicher Härte unterschiedlich, und das Gewicht auf Bit beeinflusst sie unterschiedlich. Daher erfordert der Einfluss der Bit-Rotationsgeschwindigkeit auf den Felsbruchprozess und die mechanische Bohrgeschwindigkeit Berücksichtigung der Lithologie und der Faktoren der Felsbruchzeit.

(1) Rotationsgeschwindigkeit während des Bohrens in weicher Formation

Beim Bohren in weichen, plastischen und abrasiven Felsformationen (wie tonartigen Felsformationen) ist die Dicke der durch die Schneidzähne geschnittenen Stecklinge gleich der Tiefe der Schneidzähne in den Felsen, und der Verschleiß der Schneidzähne ist während des Bohrens klein. Daher erhöht sich beim Bohren in weichen Formationen, wenn der Bitdruck konstant ist, die Rotationsgeschwindigkeit proportional zur mechanischen Rotationsgeschwindigkeit.

(2) Rotationsgeschwindigkeit beim Bohren in mittelharten und harten Formationen

Mittelharten und harten Schichten werden mit höherer Härte und höherer Abrasivität laminiert. Die Schneidzähne werden während des Bohrens ständig stumpf, und der Kontaktbereich zwischen den Zähnen und dem Gestein nimmt ebenfalls zu, was die Verformung und Risse erhöht, wenn das Gestein gebrochen wird, und die Schwierigkeit steigt. Geschwindigkeit verlangsamt sich, und mehr Gewicht auf Bit ist erforderlich. Mit der Verbesserung der Schichthärte bricht der Bohrer das Gestein zu jeder Zeit, erhöht die Bohrgeschwindigkeit den Gesteinszerkleinerungsprozess unvollständig, und die Schneidzähne werden vom Gestein getrennt, bevor das Gestein vollständig gebrochen wird, was zur Verringerung der Felsbruchtiefe führt. Um einen schnelleren Verschleiß der Schneidzähne zu verhindern, kann daher die Rotationsgeschwindigkeit beim Bohren in mittelharten und harten Formationen nicht übermäßig erhöht werden.

(3) Rotationsgeschwindigkeit des Bohrens in verschiedenen Gesteinen

Für verschiedene Gesteine hat die Bohrgeschwindigkeit eine bestimmte Änderungskurve und Grenzgeschwindigkeit mit dem Anstieg der Geschwindigkeit. Beim Bohren in tonähnlichen Gesteinen nimmt die Bohrgeschwindigkeit proportional zur Drehzahl zu; Beim Bohren in festen, hochabrasiven Gesteinen nimmt die Bohrgeschwindigkeit mit der Erhöhung der Geschwindigkeit relativ langsam zu, da die Felsbruchzeit verlängert wird und die Grenzgeschwindigkeit höher ist als andere Gesteinsarten. Wenn die Geschwindigkeit die Grenzgeschwindigkeit überschreitet, verringert sich die Bohrgeschwindigkeit.

Nach der Verdoppelung der Geschwindigkeit bohrte der experimentelle Rollenbohrer in Felsen verschiedener Grade. Die Ergebnisse zeigten, dass:

Für Marmor mit Gesteinsgrad 4 beträgt die Bohrratensteigerungsrate 93%. Für Porphyrgranit mit Gesteinsgrad 9 beträgt die Bohrratensteigerungsrate nur 28%. Von Grad 4 bis 9 zeigt die Bohrratensteigerungsrate eine abnehmende Kurve. Daher ist es vorteilhaft, die Rotationsgeschwindigkeit für weichere abrasive Formationen zu erhöhen, aber es hat wenig Bedeutung für starke und hoch abrasive Formationen.

In der Praxis wird die verbesserte Geschwindigkeit durch die Stärke, Länge der Bohrschnur, die Funktion des Bohrers und die Fähigkeit der Bohrausrüstung eingeschränkt. In der aktuellen Periode, mit der Entwicklung von Fähigkeiten zum Bohren von dünnen Bohrungen sowie der Verbesserung der Bohrschnur im Brunnen und der Auswahl von führenden Schmierstoffen, um den Reverse-Reibungswiderstand zu reduzieren, wird hohe Geschwindigkeit voll verwendet.