Введение 13
1. Актуальность 14
2. Исторические сведения 15
3. Сущность шароструйного способа бурения 19
3.1 Влияние формы рабочей поверхности инструмента на процесс
разрушения горных пород при статическом вдавливании 24
3.2 Механизм разрушения горных пород при шароструйном бурении 29
3.3 Обзор аппаратов для шароструйного бурения 32
4. Расчет и анализ 38
4.1 Определение размеров учебно-исследовательского стенда 39
4.2 Электродвигатель 43
4.3 Система изменения длины плеча удара 46
4.4 Расчет прочности каната 47
4.5 Разработка системы крепления образца породы 48
4.6 Подбор плеча ударного механизма 50
5 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 51
6. Социальная ответственность 64
Заключение 79
Список литературы 80
В связи с тем, что в мире наблюдается тенденция к увеличению буровых работ в водозаборных, геотермальных, сейсмических и др. скважин в твердых и крепких горных породах, возникает необходимость в повышении эффективности бурения Так как бурение в таких условиях характеризуется низкой механической скоростью бурения и проходкой на долото. Добиться эффективности бурения можно за счет разработки новых конструктивных решений для породоразрушающего инструмента (ПРИ). Отметим, что при проведении геологоразведочных работ, по условиям методики разведки необходимо бурить достаточно большие объемы скважин диаметром породоразрушаюшего элемента 130-150 мм и более. Применяющиеся алмазные породоразрушающие инструменты выпускается серийно до диаметра 76 мм - 93 мм. ПРИ большего диаметра выпускаются штучно и имеют высокую стоимость. Поэтому возникает актуальность в разработке альтернативных способов разрушения крепких горных пород. По мнению ряда специалистов одним из наиболее перспективных является гидродинамический способ разрушения горных пород, осуществляемый за счет энергии высокоскоростной струи жидкости. При данном способе можно передавать на забой скважины значительные мощности, при этом проходка на долото и скорость бурения имею возможность возрастать в кратное число раз. Так же этот способ вписывается в существующую технологию бурения механическими способами, при которой на забой подается промывочная жидкость для очистки скважины от шлама. Однако в неизменном виде гидродинамический способ бурения остается малоперспективным в крепких горных породах.
Шароструйный способ бурения скважин, заключающийся в разрушении горных пород ударами высокоскоростных шаров, непрерывно циркулирующих в призабойной зоне скважины, позволит решить ряд
В ходе выполнения данной выпускной квалификационной работы был выполнен обзор литературы, дающей общее представление о методе шароструйного бурения. Была выявлена недостаточность экспериментальных исследований, посвященных данной теме.
Опираясь на данные, приведенные в диссертации Ковалева А.В., ряд научных статей по данной тематике, в рамках данной работы была разработана конструкция стенда, спроектированы элементы для его изготовления, подобраны и рассчитаны компоненты стенда, которые позволят смоделировать ударное воздействие сферическими инденторами при шароструйном бурении.
В программах Autodesk Inventor и SolidWorks создана анимированная 3D модель данного учебно-исследовательского стенда.
Выполнен стоимостной расчет показателей на 1 м бурения при шароструйном методе и проведено сравнение с аналогичными показателями при гидроударно-шарошечном бурении.
