Выбор конструкции шарошечного долота с учётом характера взаимодействия зубцов с породой
Results researches of process rock failure are describe in this article. It is very important for choice rational construction elements of drill bit.
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения |
|---|---|
| Дата: | 2009 |
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України
2009
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/20910 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Выбор конструкции шарошечного долота с учётом характера взаимодействия зубцов с породой / Ю.Е. Будюков, В.И. Власюк, А.А. Анненков // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения: Сб. науч. тр. — К.: ІНМ ім. В.М. Бакуля НАН України, 2009. — Вип. 12. — С. 83-85. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859756335633006592 |
|---|---|
| author | Будюков, Ю.Е. Власюк, В.И. Анненков, А.А. |
| author_facet | Будюков, Ю.Е. Власюк, В.И. Анненков, А.А. |
| citation_txt | Выбор конструкции шарошечного долота с учётом характера взаимодействия зубцов с породой / Ю.Е. Будюков, В.И. Власюк, А.А. Анненков // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения: Сб. науч. тр. — К.: ІНМ ім. В.М. Бакуля НАН України, 2009. — Вип. 12. — С. 83-85. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения |
| description | Results researches of process rock failure are describe in this article. It is very important for choice rational construction elements of drill bit.
|
| first_indexed | 2025-12-02T01:41:12Z |
| format | Article |
| fulltext |
РАЗДЕЛ 1. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ ИЗ СВЕРХТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ
И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ПРИМЕНЕНИЯ
83
УДК 622.248.051.64
Ю. Е. Будюков1, В. И. Власюк1 доктора техн. наук
А. А. Анненков2 канд. техн. наук
1ОАО «Тульское научно-исследовательское геологическое предприятие», Россия
2ФГУГП «Гидроспецгеолгия», г. Москва, Россия
ВЫБОР КОНСТРУКЦИИ ШАРОШЕЧНОГО ДОЛОТА С УЧЁТОМ ХАРАКТЕРА
ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЗУБЦОВ С ПОРОДОЙ
Results researches of process rock failure are describe in this article. It is very important
for choice rational construction elements of drill bit.
Механизм и характеристики единичного акта разрушения, а также взаимодействие
группы породоразрушающих элементов с породой детально изучали многие исследователи.
Закономерности формирования напряжений в породоразрушающем инструменте и
горной породе при их взаимодействии исследованы в ОАО «Тульское НИГП». В результате
анализа на прочность установлено, что при вдавливании двух инденторов зона остаточных
деформаций зарождается на глубине 0,5 – 0,6 диаметра индентора.
Также в ОАО «Тульское НИГП» исследованы энергоемкость процесса разрушения
пород при бурении, напряженное состояние породы (гранита) по условию прочности Мора
при одновременном воздействии на нее двух цилиндрических инденторов с нормальной и
касательной нагрузками, и разработана методика оценки эффективности совместного дейст-
вия нескольких инденторов на породу с применением метода конечных элементов [1]. Ре-
зультаты расчетов показаны на рис. 1 в относительных координатах. Рабочия формула имеет
вид:
ayaxfPn ,1 , (1)
где 1 – интенсивность касательных напряжений; Рп – максимальное нормальное давление на
площадке контакта; а – радиус контакта алмаза с породой.
Для гранита коэффициент Пуассона = 0,20, а предельная интенсивность касатель-
ных напряжений – 0,7. Линии равных интенсивностей касательных напряжений построены
при различных соотношениях тангенциальной Рm и нормальной Рn нагрузок на инденторы.
Рис. 1. Распределение nP1 при одновременном воздействии
на породу двух инденторов: ;0 nm PPa 5,0 nm PPб
Выпуск 12. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ И МЕТАЛООБРАБАТЫВАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ – ТЕХНИКА
И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ
84
Результаты анализа данных рис. 1. показывают, что с увеличением Рm/Рn линии рав-
ных интенсивностей искажаются, между инденторами формируется зона, где может насту-
пить предельное состояние (одновременно под инденторами и между ними). Регулируя от-
ношение Рm/Рn и расстояние между инденторами, эффективность разрушения породы можно
повысить. В целях выбора рациональной конструкции шарошечного долота рассмотрим схе-
му работы его зубцов. При перекатывании шарошки по забою в контакт с ним попеременно
вступают зубцы шарошки (рис. 2). Возможны два варианта контакта зубцов с забоем: опора
на один зубец (положение А на рис. 2,), либо опора на два зубца (положение В на рис. 2,).
Рис. 2 Схема вертикального перемещения шарошки по ровной поверхности: А – опора
на один зубец; В – опора на два зубца; – угол поворота зубца; z – перемещение оси ша-
рошки по вертикальной оси; R – радиус описанной по вершинам зубцов окружности
В соответствии с изложенным были проведены эксперименты для получения количе-
ственной оценки эффективности совместного действия двух цилиндрических инденторов
радиуса r в их поперечном сечении при вдавливании в песчаник: при межцентровом рас-
стоянии l. В качестве критерия оценки эффективности совместного действия инденторов был
взят уточненный показатель А0 [1], который выражал отношение объема породы Vm, отде-
ляющейся от массива при внедрении группы m инденторов, к произведению объёма зоны
разрушения одним индентором Ve на количество инденторов в группе k:
e
m
о Vk
VА
, (2)
Экспериментальные зависимости эффек-
тивности одновременного внедрения инденторов в
песчаник от показателей l/r показаны на (рис. 3).
На рис. 3 видно, что при межцентровом рас-
стоянии l =5r при последовательном (независимом)
вдавливании инденторов А0 = 1, при одновремен-
ном (совместном) вдавливании А0 = 1,2, т. е. одно-
временное вдавливание инденторов приводит к
увеличению разрушаемого объема на 20 %, по
сравнению с последовательным. Максимальный
объем разрушения наблюдается при одновремен-
ном вдавливании, когда l = 7r, А0 = 1,6, и при по-
следовательном вдавливании, когда l =6,5r, А0 =
1,2. В таких условиях одновременное вдавливание
инденторов обуславливает увеличение разрушен-
ного объема на 33 %. Таким образом, взаимодейст-
вие инденторов при вдавливании способствует
существенному приросту разрушенного объема.
Рис. 3. Зависимость эффективно-
сти разрушения породыдвумя ци-
линдрическими инденторами от
расстояния между ними при 1 – од-
новременное вдавливание; 2 – после-
довательное
РАЗДЕЛ 1. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ ИЗ СВЕРХТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ
И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ПРИМЕНЕНИЯ
85
В результате рассмотрения формы и размеров лунок разрушения при различных меж-
центровых расстояниях, установлено, что при слиянии лунок разрушения, образовавшихся
от каждого индентора, соединительные трещины проходят на глубине 0,5 – 0,6 диаметра ин-
дентора, как и было доказано теоретически.
Экспериментально установлено, что при одновременном внедрении инденторов об-
щее усилие, необходимое для разрушения породы, в 1,1÷1,3 раза меньше, чем суммарное
усилие внедрения каждого из инденторов отдельно. Наибольший объем разрушения при
межцентровом расстоянии (6÷8)r. Таким образом, регулируя расстояние между инденторами
(зубцами шарошки) можно повысить эффективность разрушения породы. Также на основе
изучения износа вооружения шарошечных долот с учетом анализа работы единичного ин-
дентора при его внедрении в породу установлена закономерность изменения напряжений в
элементах породоразрушающей части долота и в горной породе при их взаимодействии, что
позволяет констатировать: наибольшие касательные напряжения достигаются в области зуб-
ка, примыкающего к телу шарошки, а в горной породе – на границе бокового контакта зубка
с породой.
На основе исследований и анализа результатов производственной отработки шаро-
шечных долот для бурения мягких с пропластками пород средней твёрдости и пород средней
твёрдости рекомендуются [2] долота типа соответственно М, МС, С.
Литература
1. Будюков Ю.Е., Власюк В.И., Спирин В.И. Алмазный породоразрушающий инстру-
мент. – Тула: ИПП «Гриф и К», 2005 – 288 с.
2. Анненков А.А. Конструкции и технологии сооружения буровых скважин для захоро-
нения токсичных и радиоактивных отходов. Материалы Российского государственно-
го геологоразведочного университета «55 лет кафедрам Горного дела и Разведочного
бурения», – М., 2006, – С.75 – 89.
Поступила 09.06.09
УДК 622.241.14
А. Н. Давиденко, д-р. техн. наук, А. Ф. Камышацкий
Национальный горный университет, г. Днепропетровск Украина
ИЗМЕНЕНИЕ СВОЙСТВ ПРОМЫВОЧНЫХ ЖИДКОСТЕЙ В ПРОЦЕССЕ БУРЕНИЯ
The results of experimental researches of cavitations treatment of washings liquids of the
mining holes applied at the boring drilling are resulted.
Как известно, бурение скважин без осложнения и качество их цементирования зависят
от качества промывки скважин. Без тщательной промывки забоя и ствола скважины невоз-
можно дальнейшее развитие глубокого и сверхглубокого бурения. Однако решаются вопро-
сы совершенствования промывки скважин довольно сложно, о чем свидетельствует большое
количество публикаций на эту тему с несовпадающими выводами.
Дисперсность определяет такие параметры дисперсных систем, как: водоотдача, структур-
но-механические свойства и устойчивость промывочных жидкостей. В то же время свойства дис-
персных системы существенно зависят от содержания в них мельчайших, коллоидных частиц. От
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-20910 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | XXXX-0065 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-02T01:41:12Z |
| publishDate | 2009 |
| publisher | Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Будюков, Ю.Е. Власюк, В.И. Анненков, А.А. 2011-06-09T22:30:06Z 2011-06-09T22:30:06Z 2009 Выбор конструкции шарошечного долота с учётом характера взаимодействия зубцов с породой / Ю.Е. Будюков, В.И. Власюк, А.А. Анненков // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения: Сб. науч. тр. — К.: ІНМ ім. В.М. Бакуля НАН України, 2009. — Вип. 12. — С. 83-85. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. XXXX-0065 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/20910 622.248.051.64 Results researches of process rock failure are describe in this article. It is very important for choice rational construction elements of drill bit. ru Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения Породоразрушающий инструмент из сверхтвердых материалов и технология его применения Выбор конструкции шарошечного долота с учётом характера взаимодействия зубцов с породой Article published earlier |
| spellingShingle | Выбор конструкции шарошечного долота с учётом характера взаимодействия зубцов с породой Будюков, Ю.Е. Власюк, В.И. Анненков, А.А. Породоразрушающий инструмент из сверхтвердых материалов и технология его применения |
| title | Выбор конструкции шарошечного долота с учётом характера взаимодействия зубцов с породой |
| title_full | Выбор конструкции шарошечного долота с учётом характера взаимодействия зубцов с породой |
| title_fullStr | Выбор конструкции шарошечного долота с учётом характера взаимодействия зубцов с породой |
| title_full_unstemmed | Выбор конструкции шарошечного долота с учётом характера взаимодействия зубцов с породой |
| title_short | Выбор конструкции шарошечного долота с учётом характера взаимодействия зубцов с породой |
| title_sort | выбор конструкции шарошечного долота с учётом характера взаимодействия зубцов с породой |
| topic | Породоразрушающий инструмент из сверхтвердых материалов и технология его применения |
| topic_facet | Породоразрушающий инструмент из сверхтвердых материалов и технология его применения |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/20910 |
| work_keys_str_mv | AT budûkovûe vyborkonstrukciišarošečnogodolotasučetomharakteravzaimodeistviâzubcovsporodoi AT vlasûkvi vyborkonstrukciišarošečnogodolotasučetomharakteravzaimodeistviâzubcovsporodoi AT annenkovaa vyborkonstrukciišarošečnogodolotasučetomharakteravzaimodeistviâzubcovsporodoi |