Исследование и разработка бурового снаряда с подпружиненным ударником для проходки крепких пород ударно-канатными станками

• Автор: Лукин, Владимир Михайлович
• Шифр специальности: 05.05.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1983
• Место защиты: Ленинград
• Количество страниц: 206 c. : ил

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

1.1. Обзор теоретических и экспериментальных исследований процесса разрушения горных пород при ударно-канатном бурении

1.2. Буровые снаряды для проходки крепких пород ударно-канатными станками

1.3. Выводы

2. ПОСТАНОВКА ЗАДАЛ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Новые схемы буровых снарядов с подпружиненным ударником

2.2.1 Обоснование выбранного направления работы и

основные задачи исследования

2.-3. Выводы

3. ТЕОРЕТИЛЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ДОІАМИКИ БИТОВОГО

СНАРЯДА С ПОДПРУЖИНЕННЫМ УДАРНИКОМ

3.1. Расчетная модель системы "буровой снаряд с подпружиненным ударником - заполненная шламом скважина - порода" . .
3.2. Теоретическое исследование и анализ
полученных результатов
3.3. Выводы
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОТЫ БУРОВОГО
СНАРЯДА С ПОДПРУЖИНЕННЫМ УДАРНИКОМ И ОСНОВЫ
РАСПЕТА ЕГО ПАРАМЕТРОВ
4.1. Задачи и методика экспериментального
исследования бурового снаряда с подпружиненным ударником

4.2. Результаты экспериментального исследования на лабораторном стенде и их анализ
4.:3. Методика расчета параметров бурового снаряда с подпружиненным ударником и определение производительности ударно-канатных станков при его использовании
4.4.; Исследование работы буровых снарядов с
подпружиненным ударником в производственных условиях . . . .
4.5.; Выводы
5. АНАЛИЗ ОПЫТА ПРИМЕНЕНИЯ БУРОВЫХ СНАРЯДОВ С ПОДПРУЖИНЕННЫМ УДАРНИКОМ ПРИ УДАРНО-КАНАТНОМ
БУРЕНИИ СКВАЖИН .'
5.1.1 Технологические особенности использования
буровых снарядов с подпружиненным ударником
5.2. Состояние и перспективы внедрения буровых снарядов с подпружиненным ударником в
практику строительства . . *
5.3. Выводы
6. ОБЩИЕ ВЫВОДЫ .*
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ .’
ПРИЛОЖЕНИЯ

В основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1981-1985 годы и на период до 1990 года, принятых ХХУ1 съездом КПСС, предусмотрено дальнейшее увеличение промышленного потенциала страны и улучшение благосостояния населения. Одним из основных факторов при решении этих проблем является непрерывный рост объемов строительства жилых и промышленных зданий и сооружений / 85 /.
В связи с интенсивным развитием строительства важное значение приобретают вопросы сооружения скважин для коммунального, промышленного и сельскохозяйственного водоснабжения, осушения строительных площадок и месторождений полезных ископаемых.
Решение этих вопросов требует разработки новой и совершенствования существующей техники и технологии бурения. В настоящее время самыми распространенными являются вращательный и ударно-канатный способы бурения.' Выполненный анализ опыта сооружения скважин в развитых капиталистических странах /42, 103/ показывает, что зарубежные буровые фирмы одновременно с разработкой новых широко используют традиционные способы бурения -вращательный и ударно-канатный. Например, в Японии основным способом бурения скважин водоснабжения является ударно-канатный /107/. В США согласно статистического анализа по данным 1979 года /114/ парк ударно-канатных станков составляет 4800 единиц, а установок вращательного действия используется 7200 единиц.* Параметрический ряд установок для бурения, принятый в качестве стандарта для стран - членов СЭВ, так^же включает оборудование для вращательного и ударно-канатного бурения /23,24/. В СССР

При о0 = 90°, т.е. когда ударник наносит удар вдоль оси снаряда, выражение (2.6) приобретает вид зависимости (2.1), а при об =0, т.е. когда ударник наносит удар в плоскости забоя, выражение (2.6) преобразуется в (2.3).
Максимальное значение скалывающей силы для нижнего предела угла приострения применяемых в практике бурения долот 2^ = 90° (при у = 15°) соответствует углу наклона винтовой линии оС ъ 30° и превосходит в этом случае величину силы, возникающей при ударе ударника об ограничитель в 1.15 раза.
При использовании долот с наибольшим углом приострения лезвия 2 ^ = 120° (при У =15°) максимальная величина скалывающей силы составляет 1,03 силы & при угле наклона винтовой линии об * 15°.
На основании выполненного анализа при использовании долота с углом приострения 2 = 102° угол наклона винтовой линии
в модели бурового снаряда установлен 30°.
Технические характеристики моделей буровых снарядов приведены в табл. 2.1.
Для получения сопоставимых данных основным требованием при изготовлении всех исследуемых моделей было равенство их масс.
Методика предварительных экспериментальных работ включала выполнение серий опытов по бурению монолита крепкой породы каждой моделью снаряда, в которых при фиксированном времени бурения замерялся объем разрушенной породы, а также анализировался характер взаимодействия инструмента с забоем.
Ход троса, на котором подвешивалась модель снаряда во всех опытах,составлял 370 мм, частота подъема снаряда над за-