Совершенствование инструмента с учётом особенностей бурения различными способами

In the article the special features of the main methods of slits and boreholes drilling in the mountain rocks of different strengths with the hard–alloy and artificial diamond instrument are shown. The process of instrument wearing out during rotary drilling with strokes is examined, as well as t...

Full description

Saved in:

Bibliographic Details
Date:	2010
Main Authors:	Линенко-Мельников, Ю.П., Агеева, И.Ю.
Format:	Article
Language:	Russian
Published:	Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України 2010
Series:	Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения
Subjects:	Породоразрушающий инструмент из сверхтвердых материалов и технология его применения
Online Access:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/23429
Tags:	Add Tag No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Cite this:	Совершенствование инструмента с учётом особенностей бурения различными способами // Ю.П. Линенко-Мельников, И.Ю. Агеева // Породоразрушающий металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения: Сб. науч. тр. — К.: ІНМ ім. В.М. Бакуля НАН України, 2010. — Вип. 13. — С. 174-181. — Бібліогр.: 23 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-23429
record_format	dspace
spelling	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-234292025-06-03T16:04:00Z Совершенствование инструмента с учётом особенностей бурения различными способами Линенко-Мельников, Ю.П. Агеева, И.Ю. Породоразрушающий инструмент из сверхтвердых материалов и технология его применения In the article the special features of the main methods of slits and boreholes drilling in the mountain rocks of different strengths with the hard–alloy and artificial diamond instrument are shown. The process of instrument wearing out during rotary drilling with strokes is examined, as well as the cases of implementing of hard–alloys elements with supporting of implementing of hard–alloys elements with supporting of their self–rotating. The advantages and disadvantages of each of above – mentioned methods of drilling are shown as well as the ways of the further improvement for each method. 2010 Article Совершенствование инструмента с учётом особенностей бурения различными способами // Ю.П. Линенко-Мельников, И.Ю. Агеева // Породоразрушающий металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения: Сб. науч. тр. — К.: ІНМ ім. В.М. Бакуля НАН України, 2010. — Вип. 13. — С. 174-181. — Бібліогр.: 23 назв. — рос. XXXX-0065 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/23429 522: 622. 24: 669. 018. 25 ru Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения application/pdf Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Породоразрушающий инструмент из сверхтвердых материалов и технология его применения Породоразрушающий инструмент из сверхтвердых материалов и технология его применения
spellingShingle	Породоразрушающий инструмент из сверхтвердых материалов и технология его применения Породоразрушающий инструмент из сверхтвердых материалов и технология его применения Линенко-Мельников, Ю.П. Агеева, И.Ю. Совершенствование инструмента с учётом особенностей бурения различными способами Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения
description	In the article the special features of the main methods of slits and boreholes drilling in the mountain rocks of different strengths with the hard–alloy and artificial diamond instrument are shown. The process of instrument wearing out during rotary drilling with strokes is examined, as well as the cases of implementing of hard–alloys elements with supporting of implementing of hard–alloys elements with supporting of their self–rotating. The advantages and disadvantages of each of above – mentioned methods of drilling are shown as well as the ways of the further improvement for each method.
format	Article
author	Линенко-Мельников, Ю.П. Агеева, И.Ю.
author_facet	Линенко-Мельников, Ю.П. Агеева, И.Ю.
author_sort	Линенко-Мельников, Ю.П.
title	Совершенствование инструмента с учётом особенностей бурения различными способами
title_short	Совершенствование инструмента с учётом особенностей бурения различными способами
title_full	Совершенствование инструмента с учётом особенностей бурения различными способами
title_fullStr	Совершенствование инструмента с учётом особенностей бурения различными способами
title_full_unstemmed	Совершенствование инструмента с учётом особенностей бурения различными способами
title_sort	совершенствование инструмента с учётом особенностей бурения различными способами
publisher	Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України
publishDate	2010
topic_facet	Породоразрушающий инструмент из сверхтвердых материалов и технология его применения
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/23429
citation_txt	Совершенствование инструмента с учётом особенностей бурения различными способами // Ю.П. Линенко-Мельников, И.Ю. Агеева // Породоразрушающий металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения: Сб. науч. тр. — К.: ІНМ ім. В.М. Бакуля НАН України, 2010. — Вип. 13. — С. 174-181. — Бібліогр.: 23 назв. — рос.
series	Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения
work_keys_str_mv	AT linenkomelʹnikovûp soveršenstvovanieinstrumentasučëtomosobennostejbureniârazličnymisposobami AT ageevaiû soveršenstvovanieinstrumentasučëtomosobennostejbureniârazličnymisposobami
first_indexed	2025-11-25T03:10:53Z
last_indexed	2025-11-25T03:10:53Z
_version_	1849730273622622208
fulltext	Выпуск 13. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ И МЕТАЛООБРАБАТЫВАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ – ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ 174 УДК 522: 622. 24: 669. 018. 25 Ю. П. Линенко-Мельников, канд. техн. наук, И. Ю. Агеева, канд. физ.-мат. наук Институт сверхтвѐрдых материалов им. В. Н. Бакуля НАН Украины, г. Киев СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ИНСТРУМЕНТА С УЧЁТОМ ОСОБЕННОСТЕЙ БУРЕНИЯ РАЗЛИЧНЫМИ СПОСОБАМИ In the article the special features of the main methods of slits and boreholes drilling in the mountain rocks of different strengths with the hard–alloy and artificial diamond instrument are shown. The process of instrument wearing out during rotary drilling with strokes is examined, as well as the cases of implementing of hard–alloys elements with supporting of implementing of hard–alloys elements with supporting of their self–rotating. The advantages and disadvantages of each of above – mentioned methods of drilling are shown as well as the ways of the further improvement for each method. Известны четыре способа бурения: вращательное, вращательно-ударное, ударно- поворотное или перфораторное, и ударно-вращательное с использованием погружных пнев- моударников. Рассмотрим эти способы подробнее. Вращательное бурение осуществляют при большом усилии подачи и крутящем мо- менте. Разрушение пород с коэффициентом крепости до f=8 осуществляется методом реза- ния, что способствует интенсивному износу инструмента по задней грани. Для сохранения заданного режима резания необходимо по мере износа инструмента увеличивать усилие по- дачи и крутящий момент. Буровое оборудование становится громоздким, что ограничивает область применения этого способа бурения. При резании после скола породы под углом 3045° к направлению движения резец стремиться подняться по наклонной плоскости. Усилие подачи удерживает его на заданном уровне, происходит дробление мелких частиц породы, увеличивается высота контакта по пе- редней грани резца, образуется ядро мелкодисперсной спрессованной породы, напряжения в котором распростирается в разные стороны, происходит крупный скол, после чего всѐ повто- ряется [1]. При затуплении режущей кромки резца и еѐ скруглении, переходящей в обратный конус, частицы мелкодисперсной породы частично «затягиваются» под заднюю грань резца и дополнительно прессуются в виде тонких чешуек. В процессе резания с глубиной более 5 мм при значительном усилии подачи и температуры в зоне контакта на поверхности спрессован- ных чешуек появляется тѐмный след от «намазанного» твѐрдого сплава. При дроблении абра- зивных частиц породы под задней гранью резца еѐ острые кромки вымывают кобальт между зѐрнами карбида вольфрама и последние отделяются от твѐрдого сплава. Этот интенсивный процесс износа протекает непрерывно. Передняя грань резца не на всю глубину резания кон- тактирует с породой, а лишь частично в зависимости от еѐ свойств, режимов резания и конст- рукции резца. Перед передней гранью происходит дробление породы с образованием ядра, но нет еѐ продольного перемещения, поэтому износ этой грани незначительный. Приведенные данные свидетельствуют о том, что основным фактором, ограничивающим область примене- ния вращательного бурения, является низкая износостойкость бурового инструмента. Для повышения стойкости инструмента при вращательном бурении, то есть при реза- нии, исследования проводились в трѐх направлениях: создание инструмента для обеспечения силового резания, при котором существенно уменьшается длина пути резания на единицу длины шпура, исследование формы и геометрии рабочей части инструмента на величину поверхности износа по задней грани; и применение алмазно-твѐрдосплавных элементов, из- носостойкость которых в десятки раз выше по сравнению с твѐрдосплавными. РАЗДЕЛ 1. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ ИЗ СВЕРХТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ПРИМЕНЕНИЯ 175 Разработка и создание резцов для крупного скола [2] позволило расширить их область применения до пород с коэффициентом крепости до f=12. Данный эффект был развит при соз- дании резцов типа Д- 2СУ, Д-4С, РПХ-2 и РПХ-3, где призматические твѐрдосплавные вставки попарно устанавливались с передним отрицательным углом 15-30° и задним углом 20°. Такое конструктивное решение обеспечивает высокую прочность твѐрдосплавных вставок и позво- ляет снизить интенсивность роста площадок затупления по задней грани инструмента. Однако коронки требовали приложения больших усилий и крутящего момента, что привело к созда- нию громоздкого оборудования, поэтому эти резцы дальнейшего развития не получили. Результаты экспериментальных исследований износостойкости режущего инструмента показали, что величина износа твѐрдого сплава в направлении перпендикулярном поверхности резания пропорциональна длине пути трения и не зависит от влияния величины затупления инструмента. Следовательно, рост площадки F затупления резца пропорционален износу и при всех прочих равных условиях интенсивность изменения зависимости F=f(Δ1) будет зависеть от формы, угловых и линейных параметров рабочей части инструмента. На основании данного положения были проведены аналитические исследования шести типов наиболее распростра- нѐнных резцов с различной формой рабочей части (рис. 1) [3]. Здесь же под каждым конструк- тивным вариантом инструмента дано выражение для подсчѐта величины его площадки затуп- ления, что позволяет исследовать каждый параметр, входящий в формулы. I. IV. II. V. III. VI. Рис 1. Схемы формы рабочей части основных типов резцов ( I – VI ) Выражение для определения величины поверхности износа F по задней грани резцов I– VI приведены ниже.   )()( 111  ctgtgtgctgtgbF  I   cos)(2)( 1112 tgctgtgtgbctgtgF  II Выпуск 13. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ И МЕТАЛООБРАБАТЫВАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ – ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ 176 22 11 1 1 2 3 )()(2 )( cos cos)( 1arccos cos         ctgtgctgtg ctgtg ctgtg F                 III            ) 2 1 arcsin2sin 2 1 (arcsin 2 )(2 11 2 4  r r r rr ctgtgF IV   tgtg tgtgctgtg F cossin )( 22 1 5    V                                     tgtgtg tgtgtgtg tgtgF 2) 2 () 2 ( 4 cos2) 2 () 2 (sin 2cos2 ) 2 () 2 ( 2 2 1 2 2 112 1 6     VI При расчѐте зависимостей F=f(Δ1), приведенных на рис. 2, геометрические параметры ра- бочей части резцов каждого вида были взяты равными, а линейные подобраны так, чтобы обеспе- чивать наибольшее соответствие друг другу. Из приведенных зависимостей видно что наиболее эффективными являются резцы с рабочей частью типа IVVI, у которых интенсивность роста площадок износа значительно меньше, чем у первых трѐх типов I-III. Схема резца с формой рабо- чей части типа V показана на рис. 3 [4]. К сожалению, весьма перспективные клиновидные формы рабочей части твѐрдосплавного инструмента не были использованы на буровых коронках. Разработанные и созданные в 70 и 80 годы прошлого столетия алмазно- твѐрдосплавные элементы (АТЭ) под названием стротопакс за рубежом и алмазно- твѐрдосплавные пластины (АТП) в Институте сверхтвѐрдых материалов (ИСМ) [5,6], и на их основе созданный горный инструмент (рис. 4 и 5). Рис 2. Зависимости изменения площадок затупления F резца от линейного износа в направлении перпендикулярном поверхности резания для шести типов резцов (рис. 1) с различной формой рабочей части Рис.3. Схема резца для вращательного бурения с клиновидной рабочей частью [4] РАЗДЕЛ 1. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ ИЗ СВЕРХТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ПРИМЕНЕНИЯ 177 Рис.4. Зависимости линейного износа на задней грани резца от длины пути резания: 1 – твѐрдосплавный резец, 2 – экспериментальный резец при толщине алмазоносного слоя 1 мм Рис.5. Схема резца для горных пород с алма- зоносной режущей кромкой [6] Это позволило существенно повысить эффективность вращательного бурения благо- даря высокой износостойкости (АТП) цилиндрической формы. При этом усилие подачи и крутящий момент, были уменьшены, появилась возможность вести бурение на больших ско- ростях резания и с большей глубиной резания без частой замены инструмента. Вместо тяже- лых буровых машин использовались более лѐгкие. По мере эксплуатации коронок с АТП совершенствовалась его конструкция (рис. 6) [7], а также резцы типов РШ-140, РШ-152, РШ- 153, и сами АТП путѐм увеличения толщины алмазного слоя, его геометрии и обработки [8]. Несмотря на полученные положительные результаты, при бурении коронками с АТП возможно их дальнейшее существенное улучшение при использовании разработанной нами конструкции коронки, в которой вместо неподвижных резцов с АТП установлены в корпусе коронки резцы с вращающейся режущей кромкой, оснащѐнные алмазно-твѐрдосплавными шайбами (АТШ), у которых не вся поверхность передней грани покрыта алмазным слоем, а лишь кольцо по периферии шайбы (рис. 7) [9]. а б Рис.6. Схема долота для вращательного бурения с алмазно- твѐрдосплавными элементами [7] Рис.7. Схема буровой коронки с вращающимися резцами, оснащѐнными АТП (а) и схема забоя в радиальном сечении (б) В этом случае благодаря самовращению таких резцов их износостойкость многократно возрастѐт, а количество расходуемых алмазов уменьшится, что значительно удешевит инструмент. Выпуск 13. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ И МЕТАЛООБРАБАТЫВАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ – ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ 178 Такое конструктивное решение позволяет уменьшить поверхность контакта коронки с породой, что увеличит напряжение в зоне резания и повысит скорость бурения. Таким образом, применение в коронках АТП и АТШ позволяет повысить эффективность вращательного бурения. Результаты исследований [1013] показали, что при механическом разрушении гор- ных пород, как при резании, так и при ударном воздействии происходит не только отделение определѐнного объѐма породы от забоя, которое имеет дискретный характер, но и создаѐтся область, в зоне контакта инструмента с породой с разупрочнѐнным слоем, разрушенным микротрещинами. Академик И.А.Ребиндер назвал этот слой зоной предразрушения [14], а М. И. Койфман – зоной законтактного разрушения [15]. Наличие зародышевых трещин приво- дит к тому, что после приложения нагрузки они сразу начинают развиваться и в зависимости от степени структурного ослабления прочность горной породы может снижаться в десятки и сотни раз, что существенно облегчает процесс бурения. Интересные исследования влияния зоны предразрушения на процесс бурения были проведены Г. В. Арцимовичем [16], который показал, что глубина зон предразрушения зави- сит от характера воздействия инструмента на массив. Вращательное бурение без нанесения ударов по породе протекает с малыми скоростями проходки за оборот при высоком уровне крутящего момента. При переходе к вращательно-ударному бурению резко в 5 раз увеличи- вается проходка на оборот при некотором росте (в 1,52,0 раза) крутящего момента. Энерго- емкость процесса разрушения снижается примерно вдвое, а увеличение осевой статической нагрузки в 2,5 раза незначительно влияет на энергетические показатели, как вращательно- ударного, так и вращательного способов бурения. Это обусловлено тем, что при бурении с наложением ударной нагрузки инструмент в процессе отделения породы от массива всѐ вре- мя движется по предразрушенному слою, снимая его и одновремѐнно заново восстанавливая. По данным работы [17] для ударного бурения энергии на отделение породы от масси- ва и процесса формирования зоны предразрушения затрачивается примерно в равных долях и в сумме не превышают 1020 % от количества энергии вводимой в массив. Остальные бо- лее 80 % энергии рассеиваются в породе в основном на образование микротрещин в стенках шпура, которые не используются. Несмотря на то, что вращательно-ударное бурение позволило расширить область его применения и повысить скорость бурения из-за непрерывного трения коронок о породу, его износ остался примерно таким же, как и при вращательном бурении, в связи с чем, это на- правление нельзя считать перспективным. Для дальнейшего расширения области применения буровых работ по породам с ко- эффициентом крепости до f = 20 в середине XIX века был изобретѐн ударный механизм (перфоратор), что существенно повысило эффективность бурения. При этом были сущест- венно уменьшены крутящий момент и усилие подачи. Последнее было необходимо, чтобы обеспечить прижатие инструмента к породе в момент прохождения ударной волны для еѐ полного использования. В дальнейшем после снятия ударной нагрузки сжатия система удар- ник-штанга-коронка-порода разгружалась и инструмент на определѐнную величину «отска- кивал» от породы (особенно с упругими свойствами) и в этот момент коронка поворачива- лась вокруг своей оси при возвратном движении ударника перфоратора под воздействием геликоидального скоса на хвостовике поршня. Для бурения шпуров и скважин большого диаметра (60300 мм) и на большую глуби- ну были созданы погружные пневмоударники, которые подаются в скважину вместе с инст- рументом; при этом поршень ударяет непосредственно по хвостовику коронки. Вращение инструмента осуществляется непрерывно от отдельного привода. Преимущества этой систе- мы заключается в том, что частоту вращения коронки можно изменять, подбирая еѐ опти- мальное значение, при котором расстояние между смежными ударами твѐрдосплавных вста- вок, расположенных на одной окружности, обеспечивает наибольшую эффективность буре- ния для данных условий, режима бурения и конструкции инструмента РАЗДЕЛ 1. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ ИЗ СВЕРХТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ПРИМЕНЕНИЯ 179 Во всех перечисленных видах бурения осуществляется разрушение пород не той кре- пости, которая определена маркшейдерами согласно геологическим картам, так как наруше- на в большей или меньшей степени, как было показано выше, трещинами предразрушения, глубина которых достигает 20 – 30мм. Поэтому прочностные свойства разрушаемой породы значительно ослаблены, и фактическое их состояние можно определять по методике, изло- женной в работах [18, 19] без раздавливания различных образцов, а непосредственно при бурении по состоянию амортизированных коронок. Рассмотрим износ бурового инструмента при вращательном бурении и при бурении с на- ложением ударной нагрузки. Свойства породы, выраженные в еѐ способности изнашивать кон- тактирующий с ней инструмент, оцениваются через показатель абразивности а [20]. Он, как бы- ло показано выше, в наибольшей степени соответствует режущему инструменту – коронкам для вращательного бурения, износ которых происходит при трении его задней грани о породу. При соударении коронки с породой рабочие поверхности твѐрдосплавных вставок после упругой деформаций сжимают и дробят породу в зоне контакта, образуя уплотнѐнное ядро. В момент дробления острые кромки кристаллов породы срезают прослойки кобальта между зѐр- нами карбида вольфрама, которые в дальнейшем срываются с поверхности твѐрдого сплава. Этот слой породы, находящийся в контакте с твѐрдосплавными вставками не меняется при раз- личной глубине их внедрения в породу. Поэтому износ инструмента при ударном бурении зна- чительно меньше, чем при резании. Несмотря на то, что этот механизм износа имеет другой ха- рактер, для его оценки пользуются указанным показателем в связи с отсутствием другого. Тем не менее, при вращении перфораторных коронок окружное перемещение твердо- сплавных вставок относительно породы имеет место. Под действием усилия подачи после прохождения ударной волны коронка «отходит» от забоя, однако образовавшийся зазор не- велик, и твердосплавные вставки касаются выступающих участков частично разрушенной породы, срезая их, что вызывает дополнительный износ инструмента. Особенно интенсивно изнашиваются периферийные вставки, которые трутся о боковые стенки шпура непрерывно, что приводит к образованию на корпусе обратного конуса, и, в дальнейшем, заклиниванию инструмента в шпуре. Наглядным примером сказанному может служить характер износа до- лотчатой коронки, у которой максимальная ширина износа на периферии, а по центру его практически нет. То-есть по мере уменьшения поверхности разрушаемой породы и расстоя- ния между смежными ударами снижается величина износа инструмента. При небольшом усилии подачи увеличивается амплитуда ударной системы, и наблюдаются холостые перемещения инструмента. Особенно это ощутимо при бурении крепких и упругих пород, таких как кварциты, жеспилиты, скарны и др. С увеличением усилия подачи и снижением частоты вращения инструмента уменьша- ется расстояние между смежными ударами твѐрдосплавных вставок по окружности разру- шения, увеличиваются количество и глубина трещин предразрушения. Прочность горной породы снижается и повышается возможность срезания и скалывания выступающих участ- ков породы на забое при вращении коронки [21]. Буровой инструмент ударного действия в своѐм развитии прошѐл три основных этапа: замену стального инструмента на твѐрдосплавный, переход от лезвийных буровых коронок к штыревым, и создание конструкции инструмента, который обеспечивает разрушение породы не под действием напряжений сжатия и изгиба, а под действием напряжений сдвига (скола) и изгиба. В настоящее время развиваются конструкции коронок ударного действия, находящиеся на третьем этапе. Наглядным примером является использование в наиболее сложной угловой зоне шпура твѐрдосплавных вставок с плоскими торцами вместо сфериче- ских или баллистических [22]. Это способствует существенному повышению стойкости инструмента и снижению энергоемкости бурения. Выпуск 13. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ И МЕТАЛООБРАБАТЫВАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ – ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ 180 Дальнейшее развитие этого направления позволило создать коронку, которая обеспе- вала эффективное разрушение породы не толь- ко в угловой зоне, но и по всему забою. Конст- рукция такой коронки показана на рис. 8 [23]. Ступенчатое расположение еѐ твѐрдосплавных вставок обеспечивает разрушение 90 % породы с преобладанием напряжений сдвига, что суще- ственно повышает эффективность бурения. Создание штыревых коронок вместо вийных позволяет в широком диапазоне изме- нять количество твѐрдосплавных вставок на инструменте и тем самым регулировать удель- ную энергию удара в зависимости от мощности ударного механизма и свойств горной породы. Выводы 1. Создание алмазно-твѐрдосплавных элементов и их применение в коронках позво- лило расширить область применения тельного бурения и упростить привод благода- ря снижению усилия подачи и крутящего мента, что эффективнее и экономичнее по сравнению с вращательно-ударным бурением, в связи с чем последнее применяется всѐ реже. 2. Применениеалмазно-твѐрдосплавных элементов в коронках для вращательного бурения позволяет существенно повысить стой- кость инструмента, однако ещѐ более перспективны коронки, оснащѐнные самовращающи- мися резцами с алмазно-твѐрдосплавными шайбами, как по стойкости, так и по себестоимо- сти. 3. Большие, далеко не используемые возможности, имеет перфораторное бурение как в области совершенствования бурового инструмента, так и в области развития буровых установок. 4. Совершенствование технологии изготовления твѐрдых сплавов для горного инст- румента с использованием компрессионных печей с компьютерным управлением позволило существенно повысить их качество и заменить пневматические перфораторы, у которых дав- ление сжатого воздуха не всегда соответствует 5 атм., вследствие потерь в воздушной маги- страли, на гидроперфораторы давление в которых на порядок выше. При этом создание и использование системы с автоматическим выбором частоты вращения коронок для обеспе- чения оптимального расстояния между смежными ударами штырей по забою увеличивает скорость бурения и снижает расход инструмента. 5. Освоение в производстве и использование буровых коронок, которые по всему забою позволяют осуществлять разрушение породы в режиме сдвига вместо сжатия, является перспек- тивным направлением, совершенствования бурового инструмента ударного действия. Литература 1. Гетопанов В. И. Некоторые закономерности процесса разрушения горных пород рез- цовым инструментом / Науч. тр., МГИ. 1959. № 21.  C. 77–107. 2. Смирнов Ю. Н. Результаты испытаний резцов крупного скола для вращательного бу- рения // Взрывное дело.  1964. –№ 56/13  С. 180–183. 3. Линенко Ю. П. Аналитические исследования износостойкости горнорежущего инстру- мента // Физико-техн. пробл. разработки полезных ископаемых.  1972. № 2.  C. 56–61. Рис. 8. Схема конструкции перфоратор- ной буровой коронки, обеспечивающей разрушение породы по всему забою мето- дом скалывания (фиг. 1–3), схема разру- шения забоя в радиальном сечении (фиг. 4) РАЗДЕЛ 1. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ ИЗ СВЕРХТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ПРИМЕНЕНИЯ 181 4. А. с. № 381753 СССР. МКИ Е21с 13/02. Буровой резец / Ю. П. Линенко-Мельников. – Опубл. 22.05.73. Бюл. № 29. 5. Линенко Ю. П. Износостойкий горнорежущий инструмент, оснащѐнный алмазами // Синтетические сверхтвѐрдые материалы и твѐрдые сплавы : Сб. науч. тр. – К: Изд-во ИСМ АН УССР.  1973.  С. 158–164. 6. А. с. № 281349 СССР МПК Е 21с 25/38, Е 21с 35/18. Резец для горных пород / Л. И. Барон, В. С. Вобликов, Г. Г. Карюк, Ю. П. Линенко-Мельников.  Опубл. 14.09.79.  Бюл.  № 29. 7. А. с. 1678106 СССР МКИ Е21В 10 /42. Долото для вращательного бурения / Б. А. Олейников и др. 8. Свешников И. А., Стасюк Л. Ф., Заболотный С. Д., Смекаленков C. В. Оценка износо- стойкости новых модификаций алмазно – твѐрдосплавных пластин. // Породоразру- шающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготов- ления и применения. Сб. науч. тр. –К, : Изд-во ИСМ им. В .Н. Бакуля НАН Украины, 2009. – С. 93–98. 9. Пат. по заяв. № а 2010 02670 от 10.03. 10. Бурова коронка з обертальними різцями, Ю. П. Линенко-Мельников та ін. 10. Остроушко И. А. Разрушение горных пород при бурении. – М.: Госгортехиздат. – 1952. – 254 с. 11. Эйгелес Р. М. О методе изучения свойств горных пород при динамическом воздей- ствии на них // Механические свойства горных пород. – М.: Изд -во ИГД АН СССР. – 1959. –С. 315–319. 12. Царицын В. В. Бурение горных пород. – К.: Госгортехиздат УССР, 1959. – 312 с. 13. Павлова Н. Н., Шрейнер Л. А. Разрушение горных пород при динамическом нагру- жении. – М.: Недра. – 1964. – 160 с. 14. Ребиндер П. А., Шрейнер Л. А., Жигач К. Ф. Показатели твѐрдости в бурении // Изд – во АН СССР. –1944. – 230 с. 15. Койфман М. И. Обобщение некоторых закономерностей разрушения горных пород при вращательном, ударном и вращательно- дарном бурении // Вопросы горного дела. – М.: Углетехиздат. – 1958. –С. 111–132. 16. Арцимович Г. В., Поладко Е.П., Свешников И.А. Исследование и разработка породо- разрушающего инструмента для бурения. – Новосибирск: Недра. – 1978. –184 с. 17. Иванов К. И., Варич К. С., Дусев В. И., Андреев В. Д. Техника бурения при разработ- ке полезных ископаемых. – М.: Недра, 1974. – 408 с. 18. Линенко-Мельников Ю. П. Оценка свойств горных пород при перфораторном буре- нии // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и тех- нология его говления и применения: Сб. науч. тр. – К: Изд - во ИСМ им. В. Н. Бакуля НАН Украины, 2003. – Вып. 6. –С. 315–319. 19. Линенко - Мельников Ю. П. Оценка свойств горных пород при перфораторном буре- нии и эффективности работы коронок по состоянию твѐрдосплавного вооружения по- сле амортизации инструмента // Породоразрушающий и металлообрабатывающий ин- струмент – техника и технология его изготовления и применения: Сб. науч. тр – К: Изд – во ИСМ им. В. Н. Бакуля НАН Украины, 2009.–Вып. 12. – С. 31–36. 20. Барон Л. И., Кузнецов А. В. Методика испытания горных пород на абразивность / ИГД АН СССР. – М., 1960. – 87 с. 21. Латышев В. А., Пашков А. Д. О механизме разрушения горных пород при ударно - вращательном бурении // Взрывное дело – 1964. – № 56/13. – С. 12–18. 22. Линенко-Мельников Ю. П. К вопросу о механизме разрушения горных пород в шпуре применительно к штыревым коронкам // Породоразрушающий и металлообрабаты- вающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения: Сб. науч. тр. - К.: Изд-во ИСМ им. В. Н. Бакуля НАН Украины, 2003. – Вып. 6. – С. 273–279. 23. Пат. по заяв. № а 2009 03709 от 15.04.09. Перфораторная буровая коронка режущего действия./ Ю. П. Линенко-Мельников и др. Поступила 10.06.10

Совершенствование инструмента с учётом особенностей бурения различными способами

Institution

Similar Items