Акустико-спектральная диагностика забойных процессов алмазного бурения

• Автор: Архипов, Алексей Германович
• Шифр специальности: 25.00.14
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 193 с. : ил

1. Краткий исторический очерк об алмазном бурении
2. Экспериментальные методы исследования забойных процессов
3. Исследования физических явлений в процессе бурения.
Выводы по главе I
Глава Л. Забойные процессы алмазного бурении и природа
акустического шума разрушения горной породы.
1. Забойные процессы алмазного бурения
2. Природа и амплитудночастотные характеристики акустического
шума разрушения горной породы.
3 Влияние акустических колебаний и тепла на разрушение горной
породы и износ алмазного инструмента
Глава III. Акустикоспектральная диагностика забойных процессов.
1. Основы акустикоспектральной диагностики забойных процессов
2. Технические средства и методика исследований.
3. Идентификация забойных процессов по частоте акустических
колебаний
4. Формирование списка диагностических параметров
Глава IV. Причины износа и прогноз ресурса алмазного инструмента
при бурении
1. Износ единичного алмаза с позиции теории усталости
2. Виды износа алмазной коронки и диагностика их развития при
бурении
3. Прогноз ресурса и кривая износостойкости алмазной коронки
Выводы по главе IV.
Глава V. Диагностика забойных процессов при решении практических
задач бурения.
1. Диагностика вида движения алмазной коронки.
2. Механизм бурения, реализуемый алмазной коронкой
3. Испытания алмазных коронок в стендовых условиях.
4. Исследование геологического разреза в процессе бурения4
5. Влияние и критерий оптимальности режима бурения.
Выводы по главе V.
Глава VI. Определение прочности и буримости горной породы.
1. Акустикоспектральная диагностика буримости горной породы
2. Технические средства и методика испытаний образцов горных пород.
3. Обоснование выбора резания в качестве нагрузочного режима
4. Генетический тип, физикомеханические свойства и параметры
механизма разрушения горной породы
5. Классификация горных пород по удельной акустической энергии,
выделившейся при разрушении.
6. Классификации горных пород по формациям для выбора
параметров породоразрушающего инструмента для бурения.
Основные выводы и рекомендации
Список литературы


Основной объем исследований был выполнен на стенде, созданном на базе вертикальносверлильного станка 2Б5 с электродвигателем мощностью 2. Вт. Станок позволял осуществлять безступенчатую регулировку частоты вращения в диапазоне 5 мин1, и осевой нагрузки до 0 даН и был оснащен датчиками частоты вращения, механической скорости, проходки, отметок времени, осевой нагрузки и крутящего момента на забое. Для бурения использовали однослойные и импрегнированные алмазные коронки диаметром мм. Бурили керны горной породы, которые устанавливали в специальном устройстве, оборудованном тензодачиками для измерения осевого усилия и реактивного крутящего момента на забое скважины. Второй стенд был выполнен на базе бурового станка СБА0. Бурение осуществляли при различном сочетании режимных параметров. Частота вращения изменялась в пределах от 2 до мин1, осевая нагрузка от 0 до даН, расход промывочной жидкости от 0 до дм3мин. Для бурения применяли серийные коронки АКМ, АЗ , АЗ, АКШ, диаметром и мм, а также экспериментальные коронки диаметром мм. Бурили, в основном, блоки серого гранита. Для замера температуры и напряженного состояния коронки использовался специальный снаряд со струнной системой съема сигнала. При сборке снаряда внутри коронки устанавливали защитный стакан для предохранения термопар и тензодатчиков от воздействия керна. После установки термопар и тензодатчиков зазор между корпусом и защитным стаканом заливали гидроизоляционным компаундом. Кабель от датчиков прокладывали вдоль внутренней поверхности колонковой трубы до струнного токосъемника ТК1 , позволяющего осуществлять съем сигнала с вращающегося снаряда.