При роботі верстатів, крім власного буріння, проводиться також допоміжні операції: опускання, підйом, нарощування і розбирання бурового става, очищення свердловини, заміна бурового інструменту, переміщення верстата між свердловинами і установка його, перенесення кабелю та ін. Час, затрачивания на виконання цих операцій , залежить від виду буріння, кінематичної схеми верстата, довжини штанг, рівня механізації нарощування і розбирання бурового става і зміни доліт (коронок), відстані між свердловинами і інших чинників.
З достатньою точністю сумарне питоме час виконання основних (буріння) та всіх допоміжних операцій, доводиться на 1 м пробуреної свердловини, можна вважати постійним для прийнятої моделі бурового верстата при певному показнику труднощі буріння Пб. У цьому випадку змінна продуктивність бурового верстата (м / зміну) без урахування позапланових простоїв
Qб = [Тс - (Tп.з + Tр)] / (tо + tв),
де Тс, Тп.з і Тр - тривалість відповідно зміни, підготовчо-заключних операцій і допоміжний час на буріння 1 м свердловини, ч; tо = # 8467; / Vб;
Vб- технічна швидкість буріння свердловини, яка визначається конкретно для кожного виду буріння і моделі верстата за наведеними формулами.
Допоміжний час t в - встановлюється шляхом вимірювання тривалості всіх допоміжних операцій при бурінні свердловини певним верстатом; в наближених розрахунках воно може прийматися за матеріалами технічного нормування. Для шнекового буріння при Пб = 1-5 tв = 1.5-4.5 хв; для шарошечного буріння tв = 2-4 хв; для пневмоударного буріння при Пб = 6-25 t в = 4-8 хв.
Чисте час роботи верстата протягом зміни (ч)
де n - число свердловин, пробурених за зміну; Lci - глибина i-й свердловини, м.
Тривалість зміни (ч)
Тс> Траб + Тп.з + Тр,
Тс - (Траб + Тп.з + Тр) = Тс.пр,
де Тс.пр - загальний час внутрішньозмінних простоїв бурового верстата, ч.
Практично величина Тс.пр = (0.15-0.23) Тс тобто щозмінні простої кожного верстата досягають 0.9-1.3 ч. Причини цих простоїв полягають головним чином в аварійних зупинках і ремонтах (до 35%), позапланових відключень електроенергії та наднормативних витратах часу на технологічні операції. Тривалість простоїв залежить від досконалості конструкції, кінематичної схеми верстата, ступеня відповідності комплектуючого обладнання умовам експлуатації, рівня трудової дисципліни і кваліфікації персоналу, організації самого процесу буріння.
Крім внутрішньозмінних є ще цілозмінних простої бурових верстатів. Причинами цих в основному організаційних простоїв (до 15-20% загального річного фонду часу) є планові і непланові ремонти і перегони верстатів, відсутністю екіпажів, перерви при вибухових роботах, отсуствіє фронту робіт і т.д. Таким чином, в цілому втрати робочого часу складають до 35%. З урахуванням різних допоміжних робіт коефіцієнт продуктивного використання бурових верстатів становить від 35 до 0.6.
2. Удосконалення бурових робіт
Оснащення кар'єрів верстатами СБШ-250-20 (для буріння свердловин глибиною до 20 м без нарощування штанг) СБШ-250-32 (для буріння свердловин до 32 м з нарощуванням двох штанг), СБШ-250 К-2 (буріння без нарощування штанг до глибини 20 м з одночасним термічним розширенням заряджається частини свердловини до 400 мм) дозволяють збільшити продуктивність праці при бурінні на 25-40%. Створюються верстати СБШ-250-55 - для роботи в умовах з температурою до -55 ° С, шарошечні долота з новими формами породоразрушающих зубків.
Шарошечне буріння вдосконалюється в наступних напрямках:
1. Ідея буріння без нарощування бурового става, що запобігає зашламованіе опор долота і скорочує тривалість допоміжних операцій на 45-55%. реалізована шляхом створення вращательно-механізму, що подає шпиндельной системи і комбінованої шпиндельного-патронної схеми.
2. Для забезпечення можливості зміни частоти обертання долота в діапозоні 1-5 с -1 і досягнення високих швидкостей буріння розроблені конструкції бурових ставів з необертовим зовнішнім корпусом і демпфірованним опорним вузлом, а також з накладенням на буровий інструмент високочастотної вібрації за допомогою магнітостріктора (електровібробура) або інших пристроїв.
3. Верстати з форсованим режимом буріння (nв = 2-5 с -1) повинні бути оснащені системами автоматичної підтримки такого режиму, що забезпечує максимальну продуктивність верстата при надійній роботі всіх його вузлів. Крім того верстати повинні бути оснащені системами примусової мастила опор доліт в процесі буріння і пилоподавлення диспергує водою в затрубному просторі на відстані від вибою свердловин.
4. Для забезпечення необхідних санітарно-гігієнічних умов роботи бурової бригади повинні бути істотно знижені вібрація, шум, запиленість і перепади температури на робочому місці. Це зниження досягається при нових схемах вращательно-механізму, що подає, необертальному корпусі бурового става, очищення повітря в кабіні верстата за допомогою кондіцірующіх установок.
5. Створення нових шарошечні і комбінованих високостійких породоразрушающий інструментів. Забезпечують ефективне буріння однорідних і різних за міцністю і абразивних порід.
Повна реалізація зазначених напрямів дозволяє збільшити швидкість шарошечного буріння 1.8-2 рази і продуктивність верстатів у 1.6-1.8 рази, а також збільшити стійкість серійно випускаються штирьових шарошечні доліт в 2 - 3 рази.
Шнекове буріння вдосконалюється в напрямках:
- застосування високих щогл і довгих шнеків для буріння з мінімальним числом нарощувань бурового става, з повною механізацією процесів його складання;
- застосування в якості бурового інструменту різців з обертовими ріжучими елементами, які при збільшення зусилля подачі до 150-200 кН дозволяють в породах з Пб 4-5 збільшити технічну швидкість буріння до 50-60 м / ч;
- за допомогою широкого впровадження шнекопневматіческого способу очищення свердловин від бурової дрібниці;
- використання системи охолодження різців водою або водовоздушной сумішшю, що дозволяє збільшити частоту обертання бурового става до 4 с -1 і більше.
Пневмоударное буріння вдосконалюється в наступних напрямках:
- застосування підвищеного тиску стисненого повітря () до 1.5-2 МПа);
- розробка верстатів, що працюють без нарощування бурового става;
- створення мобільних багатошпиндельних верстатів на пневмоколісному ходу, оснащених малогабаритними і високопродуктивними компресорами;
- розробка нових типів пневмоударників з підвищеною силою удару і ефективною системою розподілення повітря;
- створення зносостійких коронок, в тому числі зі змінною головною частиною і продувними каналами великого перерізу.
Термічне буріння вдосконалюється в напрямках:
- застосування механічного буріння порід з подальшим розширенням свердловин повітряно-вогневим способом;
- застосування для руйнування важко термобурімих гірських порід знакозмінних температурних полів (почергове вплив на забій свердловини газової струменем і розпорошених стисненим повітрям водою);
- вишукування і розробка нових методів інтенсифікації термічного руйнування порід, що забезпечують підвищення швидкості і розширення діапозона термобурімих порід.
Спільними напрямками вдосконалення всіх видів буріння є повна механізація всіх допоміжних операцій і поліпшення організації бурових робіт.