Аннотация 2
Автореферат 3
ВВЕДЕНИЕ 5
Глава 1. Обзор существующих технологий и конструкций бурового инструмента ударно-вращательного типа. 6
1.1. Основные параметры процесса разрушения горных пород 8
1.2. Разрушение горной породы при вдавливании пирамидального и клиновидного инденторов 11
1.3. Разрушение горной породы ударом при несимметричном нагружении индентора 18
1.4.Основные принципы и закономерности разрушения горных пород при бурении 24
Глава 2. Теоретическое обоснование касательного удара 38
2.1 Теория удара 38
2.2 Касательный удар 41
Глава 3.Эксперимент 44
3.1. План экперимента 44
3.2 Теортические схемы процесса. 44
3.3 Описание эксперимента 48
3.4 Результаты эксперимента 53
3.5 Вывод 67
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 69
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 70
ПРИЛОЖЕНИЕ А Расчёт работы затраченной на разрушение различных типов пород 71
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 81
Современные технологии ударно-вращательного бурения основаны на воспроизведении осевого удара вдоль инструмента. Шарошечные долота типа PDS работают на режиме непрерывного шарошения при постоянном сдвиге срезаемой стружки. В основе технологий применяется теория внедрения штампа в горную породу.
В горной промышленности широко распространены поворотные резцы для разрушения горных пород. Лабораторные и натурные испытания показали высокую надёжность и стойкость инструмента. Энергетически применение поворотных резцов значительно выигривают относительно других технологий шарошения. В стеснённых условия работы бурового инструмента поворотные резцы не используются в связи с отсутствием технических решений и данных геометрических параметров по применению поворотных резцов в стеснённых условиях глубокого бурения.
В связи с вышеизложенным целью данной является:
- оптимизация специального бурового инструмента ударно-вращательного действия, путём определения рациональных параметров энергоёмкости скола породы.
Для осуществления этой цели необходимо:
- Определить рациональные величина угла удара;
- Определение рациональных параметров энергии удара;
- Выработка рекомендаций на основе рациональных величин.
Современные технологии ударно-вращательного бурения основаны на использовании бойка и долота в качестве рабочего инструмента. Была проанализирована теория разрушения горный пород. В основе теории разрушения прочных пород лежит предельное состояние массива, на которое действует осевая контактная нагрузка На её основе была предложена и теоретически обоснованная концепция избирательной передачи энергии удара и воспроизведение касательного удара относительно оси вращения бурового инструмента.. Были проведены опыты по сколу породы с различными углами удара и различной энергией удара. По результатам эксперимента полученные зависимости количества сколото шлама от энергии и угла удара, работы на скол при различных параметрах от степени крепости породы.
- увеличение угла удара позволит при уменьшении работы на скол породы, увеличить величину сколотого шлама;
-при нанесении последующего удара в уже образовавшеюся каверну объём сколотого шлама увеличивается в среднем в 1,4 раза.
Комбинирование этих методов позволит добиться увеличение количества сколотого шлама в 1,8 раз при уменьшении работы на скол в 1,6 раз.
