Совершенствование алмазного бурения на основе нормализации температурного фактора

• Автор: Горшков, Лев Капитонович
• Шифр специальности: 04.00.19
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Ленинград
• Количество страниц: 307 c. : ил

УДК 622.233

АННОТАЦИЯ
В диссертации рассматривается роль температурного фактора в меха-шзме разрушения горных пород при алмазном бурении, его влияние на ;нйжение работоспособности алмазных коронок. На основе анализа тем-гературных условий работы буровых алмазов сформулированы научно-методические рекомендации по учету и предупреждению отрицательного действия температурного фактора. Даются аналитические зависимости для расчета технологических параметров режима бурения и конструктивных элементов коронок, разработаны требования к алмазному сырью для изготовления инструмента, работающего в условиях возникновения высоких контактных температур; приводится алгоритм прогнозирования величины механической скорости алмазного бурения с учетом действия температурного фактора.
Показано решение задач разработки технологии алмазного бурения и конструирования алмазного породоразрушающего инструмента на основе использования понятия о коэффициенте интенсивности теплообмена, в частности, на примере алмазного бурения с продувкой воздухом. При этом приводятся практические рекомендации по обеспечению названного процесса бурения.
Освещаются результаты исследований возможности эффективной замены природных алмазов при бурении в условиях возникновения высоких контактных температур синтетическими сверхтвердыми материалами, например, материалом на основе кубического нитрида бора - эльбором-Р.
диссертация изложена на 305 страницах машинописного текста, содержит 38 таблиц, 42 рисунка, список литературы из 2СV наименований, включает введение, восемь глав, общие выводы и рекомендации, а также шесть приложений.

ГЛАВА Т. Роль температурного фактора в процессе разрушения

горных пород при алмазном бурении. Обоснование задач исследований

§1-1. Современные представления о механизме разрушения горных пород и некоторые причины снижения эффективности алмазного бурения

§1-2. Формы проявления действия температурного

фактора при алмазном бурении
§1-3. Постановка и обоснование задач исследований
Выводы к главе Г
Глава II. Исследование температурного режима работы алмазной
буровой коронки
§П-Т. Постановка задачи и методика исследований
§П-2. Температура нагрева режущих граней алмазов
при бурении
§П-3. Температурное поле матрицы алмазной буровой
коронки
§П-4. Тепловой баланс матрицы алмазной буровой коронки
§П-5. Анализ полученных зависимостей и научно-методические рекомендации по обеспечению нормального теплового режима алмазного бурения
Выводы к главе П
Глава III. Исследование влияния формы буровых алмазов на условия
их нагрева и охлаждения при бурении
§Ш-Г. Обоснование и постановка задачи
исследования
§Ш—2. Шаровидные алмазы
§Ш-3. Алмазы цилиндрической формы

§Ш-4. Алмазы призматической формы
§111-5. Анализ полученных зависимостей и результаты
экспериментальных исследований
Выводы к главе Ш
ГЛАВА 17. Особенности проектирования технологических
параметров алмазного бурения с учетом действия температурного фактора
§17-Г. Анализ ранее проведенных исследований
§17-2. Теплоэнергетические основы технологии
алмазного бурения
§17-3. Расход очистного агента
§17-4. Осевая нагрузка на коронку
§17-5. Частота вращения снаряда
§17-6. Определение количества и глубины внедрения режущих шерен при разрушений горных пород алмазными коронками
§17-7. Прогнозирование механической скорости
алмазного буреяйя
Выводы к главе
ГЛАВА 7. Исследование влияния конструктивных элементов
алмазных коронок на их тепловой режим при бурении
§7-Г. Анализ ранее проведенных экспериментальных
исследований
§7-2. Исследование влияния геометрических
характеристик охлаждаемой поверхности коронок
§7-3. Рациональные насыщенность и зернистость
объемных алмазов буровых коронок
§7-4. Исследование теплопроводности матриц
§7-5. Конструкции специальных коронок для бурения с продувкой и особенности технологии их изготовления
§7-6. Алмазная коронка с тепловыми каналами

Рио о 8. Сопоставление расчетных / / и экспериментальных
/ / данных по определению нагрева матрицы алмазной
коронки при бурении с продувкой /коронка МВ1-59 со связкой типа И50, объемные алмазы крупностью А200/:
Г - забойная мощность М =1,95 кВт; 2-1,5 кВт;
3 - 1,0 кВт; 4 - 0,8 кВт; 5 - 0,4 кВт.