Исследование процесса, разработка конструкции режущего инструмента и обоснование режимов вращательного бурения скважин

• Автор: Бугаев, Виктор Георгиевич
• Шифр специальности: 05.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 306 с. : ил.

1. Анализ технологии бурения скважин под опоры и сваи в мёрзлых 8 грунтах

1.1. Состояние вопроса, область применения и условия эксплуатации 8 строительной бурильной техники

1.2. Обзор параметров и конструкций бурильных машин и 24 оборудования

1.3. Анализ конструкций режущего бурового инструмента

1.4. Обзор и анализ исследований процессов разрушения и 58 транспортирования грунтов при бурении

1.5. Выводы и задачи исследований

2. Теоретические исследования процесса бурения и обоснование 71 конструктивных параметров режущего бурового инструмента

2.1. Обоснование критерия оптимизации режимов бурения скважин в 71 мёрзлых грунтах

2.2. Разработка исходных технических требований к конструкции 80 бурового инструмента

2.3. Обоснование конструктивных параметров режущего бурового 83 инструмента

2.4. Разработка методики конструирования фунторазрушающей части 96 бурового инструмента
2.5. Выводы
3. Экспериментальные исследования процесса бурения скважин в 107 мерзлых фунтах
3.1. Методика экспериментальных исследований
3.1.1. Порядок и условия проведения исследований
3.1.2. Выбор оборудования и измерительной аппаратуры
3.1.3. Описание экспериментального оборудования
3.1.4. Методика приготовления образцов мерзлого фунта
3.1.5. Методика проведения исследований и обработки результатов
3.2. Лабораторные экспериментальные исследования
3.2.1. Исследование и выбор рационального угла резания при бурении в мерзлых грунтах
3.2.2. Исследование и установление соотношения усилий на резцах при бурении в мерзлых грунтах
3.2.3. Исследование параметров режима бурения скважин в мерзлых грунтах
3.3. Полигонные экспериментальные исследования
3.3.1. Исследование линейного износа буровых резцов, наплавленных износостойкими материалами
3.3.2. Исследование и выбор твердосплавных пластин для бурового инструмента
3.3.3. Исследование и анализ затрат мощности от глубины бурения в вечномерзлых грунтах
3.3.4. Исследование зависимости скорости бурения от основных режимных параметров
3.4. Выводы
4. Разработка методики расчета параметров и конструкций, испытания и внедрение инструмента
4.1 Алгоритм расчета параметров и разработка рациональных конструкций инструмента
4.2 Эксплуатационные испытания режущего борового инструмента
4.2.1 Цель и задачи эксплуатационных испытаний
4.2.2 Описание средств и объектов испытаний
4.2.3 Анализ результатов предварительных испытаний
4.2.4 Анализ результатов эксплуатационных испытаний буров легкой серии
4.2.5 Анализ результатов эксплуатационных испытаний буров средней серии

274 283

4.3 Установление рациональных технологических режимов бурения скважин в мерзлых грунтах
4.4 Оценка технико-экономической эффективности и результаты внедрения в строительство нового бурового инструмента
4.5 Выводы
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Библиографический список
Ивановского механического завода. Вышеперечисленные буры оснащают быстросъемными резцами РБ-24 с конусным хвостовиком, армированными твердосплавными вставками линзообразной формы, запаянными в полузакрытых пазах державок. Для повышения износостойкости лопастей буров периферийную их часть армируют твердосплавными штырями и наплавляют твердосплавными электродами. В данных бурах применена ступенчатая схема расстановки резцов. Шаг резцов уменьшают по мере удаления их от центра бура. Периферийные резцы располагают симметрично и на одинаковом расстоянии от центра с наклоном к плоскости забоя. Калибровочные резцы располагают горизонтально. Геометрия резцов обеспечивает отрицательный передний угол равный-10°, и задний угол равный 10°. Бур содержит забурник, в центральной части которого устанавливают специальный резец РШ-205. Использование данных буров по сравнению с серийными в мягких породах прочностью до II категории включительно позволяет в 1,5-3 раза увеличить скорость проходки и в 3-6 раз уменьшить удельный расход резцов [84, 85]. Однако следует отметить, что эффективность применения данных буров в мерзлых грунтах однородных и с гравийно-галечниковыми включениями значительно снижается из-за интенсивного износа державок резцов выше твердосплавных вставок. Вместе с тем, данные буры не технологичны в изготовлении и до сих пор ни один из заводов Украины и России их серийно не производит.
Наряду с рассмотренными выше конструкциями буров в строительных организациях собственными силами изготавливают плоские (рис. 1.11) или спиральные однозаходные (рис. 1.12) буровые головки для оснащения оборудования СО-2. Детали корпусов головок получают путем металлообработки и последующей их сборки с помощью электросварки. В качестве режущих элементов используют резцы ЗН-З, КБ-0,1 или ЗР4-80 и разбуровщики, применяемые в угольной промышленности, с армировкой их режущих кромок твердосплавными пластинами плоской прямоугольной,