Обоснование конструктивных параметров и режимов работы бурильной головки с встроенным генератором гидродинамических колебаний

• Автор: Колесников, Владимир Владимирович
• Шифр специальности: 05.05.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 154 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. СОСТОЯНИЕ- ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ
1.1. Техника для реализации технологии бестраншейной прокладки коммуникаций
1.2. Пути повышения эффективности работы породоразрушающего инструмента
1.3. Анализ технических решений в области бестраншейной прокладки коммуникаций
1.4. Цель и задачи исследований
2. МЕТОДИКА И ТЕХНИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Факторы и показатели, определяющие и характеризующие процесс работы бурильной головки с встроенным генератор гидродинамических колебаний
2.2. Стендовое оборудование и методика проведения эксперимента
2.2.1. Стенд для исследования характеристик насадок
2.2.2. Стенд для исследований влияние расстояния от выходного отверстия струеформирующей насадки до незакрепленного конца вибрационной пластины на амплитуду колебаний
2.2.3. Стенд для определения эффективности работы бурильной головки с встроенным генератором гидродинамических колебаний Выводы
3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ
ПРОЦЕССОВ РАБОТЫ ВСТРОЕННОЕО ГЕНЕРАТОРА ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ

Выводы
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОТЫ ГЕНЕРАТОРА ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ
4.1. Экспериментальные исследования характеристик насадок
4.2. Экспериментальные исследования влияние расстояния от выходного отверстия струеформирующей насадки до вибрационной
пластины на амплитуду колебания
4.3. Экспериментальные исследования эффективности работы бурильной головки с встроенным генератором
гидродинамических колебаний
Выводы
5. МЕТОДИКА РАСЧЕТА ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ И РЕЖИМОВ РАБОТЫ БУРИЛЬНОЙ ГОЛОВКИ С ВСТРОЕННЫМ ГЕНЕРАТОРОМ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ
5.1. Методика расчета геометрических параметров бурильной
головки с встроенным генератором гидродинамических колебаний
5.2. Методика расчета режима работы бурильной головки с
встроенным генератором гидродинамических колебаний
5.3. Пример расчета бурильной головки с встроенным генератором гидродинамических колебаний для установки с заданными
техническими характеристиками 13
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Приложение 1. Акт внедрения
Приложение 2. Патент на полезную модель

ВВЕДЕНИЕ
На сегодняшний день рост городов и совершенствование их инфраструктуры повышают требования к ведению горных работ при устройстве тоннелей и прокладке инженерных коммуникаций в условиях небольших глубин и наличия на поверхности зданий и сооружений, обуславливают необходимость создания технических средств, обеспечивающих образование выработок с минимальным воздействием на окружающий массив. В значительной степени этим условиям отвечают машины реализующие технологию проходки выработок малого сечения методом горизонтально направленного бурения (ГНБ). При этом обеспечивается сохранение устойчивости и целостности вмещающих пород, комплект оборудования компактен и мобилен, не требуется значительных территорий и времени для подготовки и выполнения работы. В то же время эффективность работы породоразрушающего инструмента таких машин существенно зависит от прочности разрушаемых пород, что затрудняет их широкое использование. Была предложена конструкция бурильной головки с встроенным генератором гидродинамических колебаний, которая реализует динамическое воздействие на массив с целью снижения нагрузок на инструменте. Однако отсутствие описания механизма функционирования встроенного генератора гидродинамических колебаний не позволяет обосновать его конструктивное исполнение и задать эффективные рабочие режимы. Кроме того не установлены закономерности изменения показателей работы бурильной головки машины ГНБ с встроенным генератором гидродинамических колебаний, что и определяет актуальность диссертации.
Работа выполнялась в соответствии с тематическим планом НИР и ОКР ТулГУ и Научно-образовательного центра по проблемам рационального природопользования при комплексном освоении минерально-сырьевых ресурсов, а также при поддержке аналитической ведомственной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы» (2009-2010 гг.)» (per. номер 2.2.1.1/3942) и федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009-2013 гг.» (гос. контракт № П1120).
Рис. 1.11. Наконечники для прокладки труб способом прокола: а ,б, в — конусные; г — конусный с эксцентриситетом; д — конусный со штырем; е , ж— конусный с щелевыми прорезями; з — конусный с усеченной вершиной; и — конусный с отверстиями для увлажнения грунта; к — открытый конец трубы; л — открытый конец трубы с кольцом; м — приварная заглушка; н — съемная заглушка; о — кольцевой нож с наружным скосом кромок; п — то же, с приварной заглушкой; р — кольцевой нож с внутренним скосом кромок; с — кольцевой нож клиновидной формы с внутренним скосом кромок; т — нож серпообразного сечения; у — то же, с приварной заглушкой; ф — кольцевой нож с направляющими пластинками (стабилизаторами)
Для техники ГНБ используется большой спектр бурового инструмента, на рис. 1.12 показан инструмент для работы с крепкими породами.