Повышение работоспособности шарошечного и комбинированного бурового инструмента

• Автор: Беляев, Александр Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.05.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 251 c. : ил

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Анализ причин отказов комбинированных и шарошечных долот и основные направления повышения их работоспособности

1.2. Обзор и анализ конструкций комбинированных режуще-шарошечных долот

1.3. Обзор и анализ конструкций систем смазки

шарошечных долот

1.4. Обзор и анализ исследований по динамике работы шарошечных органов долот

1.5. Цель и задачи исследований

Выводы

2. МЕТОДИКА И ТЕХНИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Выбор независимых переменных эксперимента

на основе анализа размерностей

2.2. План лабораторного эксперимента
2.3. Техника проведения лабораторных исследований
2.4. Техника и методика производственных исследований .
Выводы
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ ШАРОШЕЧНОГО И РЕЖУЩЕГО
ОРГАНОВ КОМБИНИРОВАННОГО ДОЛОТА
3.1. Алгоритм обработки экспериментальной информации
3.2. Исследование динамики работы шарошечного органа комбинированного долота
3.3. Анализ работы режущего органа комбинированного
долота
3.4. Математическая модель динамической системы комбинированного долота с принудительной
разгрузкой режущего органа
Выводы

4. ПОВЫШЕНИЕ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ШАРОШЕЧНЫХ И КОМБИНИРОВАННЫХ ДОЛОТ
4.1. Повышение работоспособности шарошечных органов
долот
4.2. Повышение работоспособности режущего органа комбинированного долота
4.3. Опытная эксплуатация шарошечных долот со смазкой .
4.4. Результаты испытаний комбинированных долот
со смазкой опор шарошек
Выводы
5. ТЕХНИКО- ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ
5.1. Экономическая эффективность применения устройств
для автоматической смазки опор шарошечных долот
5.2. Экономическая эффективность использования новых конструкций режуще-шарошечного бурового инструмента
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ;;
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

Актуальность работы. В основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1981-1985 гг. и на период до 1990 г. /116/ особое внимание уделяется рациональным путям добычи природных ресурсов. Наиболее эффективным является открытый способ разработки месторождений полезных ископаемых на основе широкого внедрения прогрессивной технологии и интенсивного использования горнотранспортного оборудования.
Затраты на бурение скважин при открытом способе составляют до 30$ от общего объема работ. Интенсификация отработки месторождений при постоянно растущих коэффициентах вскрыши требует всемерного совершенствования процесса бурения. Основным видом бурового оборудования в настоящее время и на ближайшую перспективу являются станки шарошечного бурения. В последние годы при бурении сложноструктурных пород наряду с шарошечным инструментом используются комбинированные режуще-шарошечные долота (РЩД) /125/.
Ввиду низкой стойкости и высокой стоимости долот расходы на инструмент достигают 1/3 стоимости бурения. Улучшение технико-экономических показателей работы буровых станков может быть достигнуто за счет увеличения долговечности долот. Решение вопросов повышения работоспособности бурового инструмента связано с необходимостью установления динамических характеристик работы породоразрушающих органов. Поэтому определение динамических нагрузок на буровом инструменте и разработка способов повышения его работоспособности является актуальной научной задачей.
Пель работы - повышение работоспособности шарошечного и комбинированного бурового инструмента, обеспечивающее улучшение технико-экономических показателей работы буровых станков.

ваемая вертикальными перемещениями долота от перекатывания со штыря на штырь
к = р гЯ2 А т)2/рР'I2 и/2 где - плотность материала стержня (штанги); Р - площадь
поперечного сечения; А - амплитуда кинематического возбуждения; )) - частота кинематического возбуждения; м/с - собственная частота. При достаточной полноте приведенных здесь исследований принятые расчетные схемы нельзя признать пригодными для численных расчетов требуемой точности.
Наиболее распространенным способом поглощения колебаний и предотвращения развития резонансных явлений в системе "забой-долото-станок" является искусственное введение в нее демпфера -амортизатора. Разработаны и испытаны конструкции поглотителей вибрации различного типа /66,102,113,128/ и др. В /66/ произведен теоретический расчет поглотителя вибрации и выбор рациональных его параметров. Для этого была принята расчетная схема в виде колебательной системы с двумя степенями свободы, которая описывается классическими уравнениями теории механических колебаний
{(/л 1 + т2)у,г+ -Ру(4)’,
где т1 - перемещающаяся масса бурового става; Л7у, - упругая сила; С1 у 1 - демпфирующая сила; - приведенная масса станка; ^ - упругая сила, определяемая жесткостью домкратов и грунта; у, - смещение массы т1 относительно /77г ; -
перемещение массы т2 . Решение данной системы уравнений
й = Р (К,и[2+} с1и[]
(к, сАХк'г -т2 иГ*) - Ш/ а1г(К^с,и})
где Ре^= Р(1) ; и) - круговая частота периодической силы;