Обоснование параметров пневмоударного механизма пробойника для проходки лидерных скважин в грунтовых средах

• Автор: Надеин, Александр Анатольевич
• Шифр специальности: 05.05.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 226 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, НАУЧНОЕ ОБОСНОВАНИЕ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Использование пневмопробойников в строительстве
1.2. Направления исследований в области пневмоударных машин
1.3. Проблемность задач создания и исследований пневмопробойников
1.4. Выводы и задачи исследования
2. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ ПНЕВМОПРОБОЙНИКА ДЛЯ ПРОХОДКИ ЛИДЕРНЫХ СКВАЖИН
2.1. Основные требования, предъявляемые к пневмопробойникам
2.2. Взаимодействие пневмопробойника с грунтовой средой
2.2.1. Определение сил сопротивления грунта движению
2.2.2; Определение перемещения и скорости проходки
2.2.3. Точность проходки скважины
2.3. Сравнительный анализ конструктивных решений пневмопробойников
2.3.1. Конструктивные решения воздухораспределительного устройства
2.3.2. Конструктивные решения механизма реверсирования
2.3.3. Конструктивные решения механизма повышения скорости
2.3.4. Конструктивные решения механизма управления направлением движения
2.4. Обоснование принципиальной схемы пневмопробойника для
проходки лидерных скважин
2.4.1 Пневмоударные механизмы с дросселями впуска постоянного
геометрического сечения
2.4.2. Ограничения по геометрии средств воздухораспределения
2.4.3. Синтез и анализ принципиальных схем пневмопробойников
2.4.4. Разработка принципиальной схемы пневмопробойника с дроссельными пневмоударноым механизмом
3. ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА ПНЕВМОУДАРНОГО МЕХАНИЗМА ПНЕВМОПРОБОЙНИКА
3.1. Обоснование выбора физико-математической модели
З.2.. Описание физико-математической модели рабочего процесса
дроссельного пневмоударного механизма
3.3. Критерии оценки рабочего процесса дроссельного пневмоударного механизма
3.4. Динамическое подобие рабочих процессов дроссельного пневмоударного механизма
4. ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА ПНЕВМОУДАРНОГО МЕХАНИЗМА ПНЕВМОПРОБОЙНИКА ДЛЯ ПРОХОДКИ ЛИДЕРНЫХ СКВАЖИН
4.1. Численное исследование физико-математической модели рабочего процесса пневмоударного механизма
4.1.1. Результаты численного исследования надёжности и устойчивости процесса дроссельного пневмоударного механизма
4.1.2. Результаты численного исследования баро- и термодинамических параметров дроссельного пневмоударного механизма
4.2. Экспериментальное исследование дроссельного пневмоударного механизма пневмопробойника
4.2.1. Устройство образца пневмопробойника, программа и техническое обеспечение исследований
4.2.2. Установление энергетических характеристик
4.2.3. Исследование надёжности запуска дроссельного пневмоударного механизма
4.2.4. Определение скорости проходки скважины
4.3. Методика инженерного расчёта дроссельного пневмоударного механизма пневмопробойника
4.4. Перспективы применения дроссельного пневмоударного механизма
в пневмопробойниках
4.4.1. Общая экономическая оценка создания пневмопробойниках
с дроссельным пневмоударным механизмом
4.4.2. Направление дальнейших исследований по совершенствованию пневмопробойников
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
ПГ. Технические характеристики.выпускаемых пневмопробойников
П2. Конструктивные решения пневмопробойника с дроссельным
пневмоударным механизмом
ПЗ. Программа расчёта пневмоударного механизма пневмопробойника
с дроссельным воздухораспределением
П4. Акты об изготовлении и испытании образцов пневмопробойника
для проходки лидерных скважин
П5. Пример расчёта дроссельного пневмоударного механизма
пневмопробойника
П6. Результаты расчётов основных параметров пневмоударного
механизма пневмопробойника
П7. Расчёт ожидаемого экономического эффекта от создания и использования пневмопробойника для проходки лидерных скважин

давления и равнодействующая Яо имеют постоянные значения на всей рабочей поверхности наконечника. а) б)
Условие равновесия сил, действующих на наконечник вдоль оси х:

К ~ + ~ ад + Рх22 ~~ '
ссЪ(р
4 БІП(В + ф)ж(Я.+ г)Р = - х
-эт {а + (р)лг1х +

-БІгф/? + <р)ж(Я.+ г) -
СОБ (р “ СОЙ (р
8Іп(« + (р) 2 8Іп(/? + ср)
(2.1)
І +'
81п а
БШ Р
-а-п

СОБф
Я2А ,
где Р0 - усилие вдавливания наконечника в грунт; РРл1, 1Рх2 -суммарные проекции сил давления грунта на конусы наконечника; У7/, Р2 — площади боковой поверхности малого и большого конусов; N — нормальная составляющая давления грунта на боковую поверхность конусов; г - радиус основания малого конуса; Я - радиус основания большого конуса; У/, 12 - длины образующей конусов; У = г/Я - отношение радиусов основания малого и большого конусов; А - функция, значения которой зависят от формы наконечников, равная выражению, стоящему в квадратных скобках.