Разработка малогабаритного магнитострикционного бура

• Автор: Кратинов, Александр Глебович
• Шифр специальности: 05.05.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1985
• Место защиты: Ворошиловград
• Количество страниц: 254 c. : ил

1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Применение колебательных процессов для интенсификации разрушения горных пород

и грунтов

1.2. Анализ конструкций магнитострикционных

буров и результатов их применения

1.3. Анализ современных представлений о влиянии продолжительности-контакта инструмента с горной породой на эффективность процесса разрушения
1.4. Выводы

1.5. Цель и задачи исследования

2. ФИЗИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ИНТЕНСИФИКАЦИИ РАЗРУШЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД МАГНИТОСТРИКЦИОННЫМ БУРОМ
2.1. Исходные сведения о процессе нагружения горных пород при их разрушении механическими способами
2.2. Структурно-временная модель твердого упруго-вязкого тела. Коэффициент эффективности разрушения
2.3. Влияние временных параметров разру шения на процессы бурения горных пород
2.4. Анализ влияния сил трения на процесс внедрения инструмента в горело породу

2.5, Особенности забойных процессов при < бурении горных пород магнитострикционным буром
2.6. Выводы
3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА БУРЕНИЯ
ГОРНЫХ ПОРОД МАГНИТОСТгаКЦИОННЫМ БУРОМ
3.1. Глубина внедрения бурового инструмента
от единичного удара
3.2. Работа разрушения и скорость ударной составляющей магнитострикционного бурения
3.3. Энергия единичного колебания компаундированного магнитострикционного бура
3.4. Действующее осевое усилие, средняя глубина внедрения и работа внедрения инструмента
во вращательном процессе
3.5. Вращательная составляющая скорости бурения
3.6. Притупление лезвий инструмента и средняя величина вращательной составляющей скорости бурения
3.7. Результирующая скорость магнитострикционного бурения
3.8. Удельный расход бурового инструмента
3.9. Анализ конструкционных параметров магнито-стрикционных буров с точки зрения их рационального применения
ЗЛО. Методика расчета параметров магнитострикционного бура и процесса бурения
3.10.1. Расчет энергетических и габаритных параметров магнитострикционного бура

3.10.2. Определение скорости бурения и удельного расхода бурового инструмента
3.II. Выводы
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА БУРЕНИЯ ГОРНОЙ ПОРОДЫ МАГНИТОСТРИКЦИОННЫМ МАЛОГАБАРИТНЫМ БУРОМ
4.1. Разработка малогабаритных магнитострикци-онных буров на основе железо-кобальтовых
сплавов
4.2. Стецц для экспериментального исследования процесса бурения горных пород малогабаритными магнитострикционными бурами
4.3. Методические вопросы проведения экспериментов
4.3.1. Обобщенная схема экспериментального исследования
4.3.2. Контролируемые параметры и измерительные приборы
4.3.3. Выбор размеров образца горной породы для экспериментального бурения
4.4. Экспериментальное исследование статической магнитострикции и резонансных характеристик малогабаритных магнитострикционных буров
4.5. Исследование резонансных свойств магнитостри-кционного бура на основе обратного магнитострикционного эффекта
4.6. Результаты экспериментального бурения горной породы малогабаритными магнитострикционными бурами

пород.
2.2. Структурно-временная модель твердого упруго-вязкого тела. Коэффициент эффективности разрушения
Разрушение горной породы при инструментальном воздействии, независимо от способа бурения, следует рассматривать как процесс, протекающий под влиянием разрушающей силы во времени. Для ударного способа бурения характерен кратковременный контакт лезвия коронки с породой, при этом периодичность нагружения определяется числом ударов в единицу времени. При бурении вращательным способом наблюдается постоянный контакт лезвия коронки с породой, хотя любой элемент забоя, расположенный по радиусу шпура или скважины, нагружается периодически. Время развития импульса напряжения зависит от числа оборотов бурового инструмента и его конструкции [89, 104] . При бурении горной породы магнитострикци-онным буром периодичность нагружения определяется собственной резонансной частотой бура, высокое значение которой приводит к естественному уменьшению длительности контакта инструмента с породой.
Для определения влияния времени контакта tK на процесс разрушения горной породы, рассмотрим структурно-временцую модель твердого упруго-вязкого тела. Переход к такой модели осуществляется на основе модели проф. В.В.Царицына путем учета фактора времени в процессе нагружения.
Структурно-временная модель изображена на рис. 2.5. Начало временного отсчета совпадает с точкой-А.Время эффективного разрушения образца горной породы t^n соответствует плечу четырех-звенника А В = tm . Очевидно, вектор напряжения (э , сместившийся от точки А за время контакта tH , уравновешивается напряжением естественной упругости <Эу и напряжением вязкости