Создание эффективного бурового алмазного инструмента на основе изучения процесса взаимодействия его с горной породой
![Диссертация: Создание эффективного бурового алмазного инструмента на основе изучения процесса взаимодействия его с горной породой](https://westud.ru/work/3398164/cover.png)
Диссертация
В процессе износа алмазоносной части матрицы в процессе бурения высота промывочного канала уменьшается, при этом увеличивается скорость потока жидкости, проходящего через него. С целью сохранения одинаковой насыщенности шлама под торцом матрицы, т. е. сохранения установившейся интенсивности изнашивания материала матрицы, по мере ее износа необходимо уменьшать расход жидкости пропорционально… Читать ещё >
Содержание
- ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЙ
- 1. 1. Анализ теоретических и экспериментальных исследований механизма разрушения твердых горных пород при алмазном бурении
- 1. 2. Износ матрицы буровой коронки под воздействием абразивных частиц
- 1. 3. Влияние выступания алмазов на эффективность процесса бурения
- 1. 4. Промывочная система и ее влияние на работоспособность инструмента
- 1. 5. Влияние параметров режима бурения на механическую скорость бурения и износостойкость буровых коронок
- 1. 6. Выводы и формулировка задач исследований
- ГЛАВА 2. МЕТОДИКА И ТЕХНИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
- 2. 1. Методика изучения микропрофиля поверхности забоя, сформированного при алмазном бурении
- 2. 1. 1. Используемое оборудование, породоразрушающий инструмент, аппаратура и юс техническая характеристика. Регистрируемые параметры
- 2. 2. Методика исследований зоны предразрушения горных пород при бурении
- 2. 3. Методика определения удельной поверхности шлама разрушенной горной породы
- 2. 1. Методика изучения микропрофиля поверхности забоя, сформированного при алмазном бурении
- Выводы по главе
- ГЛАВА 3. АНАЛИТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ИМПРЕГНИРОВАН-НОЙ КОРОНКИ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАЗРУШЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД
- 3. 1. Исследование влияния конструктивных особенностей промывочного канала импрегнированной коронки на эффективность разрушения горных пород
- 3. 2. Исследование механической скорости бурения в зависимости от конструктивных параметров матрицы коронки и параметров режима бурения
- 3. 3. Моделирование состояния рабочей поверхности алмазной буровой коронки
- 3. 3. 3. Имитационная модель рабочей поверхности импрегнированной буровой коронки
- 3. 3. 2. Методика моделирования рабочей поверхности алмазной буровой коронки с использованием ЭВМ
- 3. 3. 3. Программное обеспечение для реализации и исследования разработанной модели на ПЭВМ
- 3. 3. 4. Анализ результатов моделирования
- 4. 1. Исследование влияния конструктивных параметров промывочных каналов на эффективность разрушения горных пород
- 4. 2. Исследование влияния параметров режима бурения на эффективность разрушения горных пород экспериментальным инструментом
- 4. 3. Исследования режима удаления шлама из-под торца импрегнированных коронок
- 5. 1. Разработка общих рекомендаций по повышению стойкости коронок на основе выполненных исследований
- 5. 2. Особенности изготовления коронок. ПО
- 5. 3. Ремонт коронок — резерв увеличения их ресурса
- 5. 4. Результаты производственных испытаний
Список литературы
- Бугаев A.A., Богданов Р. К., Иванов В. В. и др. Синтетические алмазы в геологоразведочном бурении. — Киев, Наукова думка, 1978, 232 с.
- Справочник инженера по бурению геологоразведочных скважин. Под ред. Козловского Е. А. В двух томах. Том 1, М., Недра, 1984, 512 с.
- Буровой инструмент для геологоразведочных скважин. Справочник. Под ред. Корнилова Н. И. — М., Недра, 1990, 395 с.
- Исаев М.И., Пономарев П. В. Основы прогрессивной технологии алмазного бурения геологоразведочных скважин. М., Недра, 1975, 287 с.
- Иванов О.В. Зависимость рациональных конструктивных параметров импрегнированных алмазных коронок от физико-механических свойств горных пород. Методика и техника разведки. Л., ВИТР, 1975, № 96, с. 19 -22.
- Цыпин Н.В. Износостойкость композиционных алмазосодержащих материалов для бурового инструмента. Киев, Наукова думка, 1983, 192 с.
- Бугорков В.П. Исследование износа алмазных коронок в зависимости от частоты вращения и нагрузки на породоразрушающий инструмент. Методика и техника разведки. Л., ОНТИ ВИТР, 1979, № 129, с. 57 — 58.
- Курочкин П.Н. К вопросу работы мелкоалмазной коронки на забое скважины. Известия ВУЗов. Горный журнал, 1965, № 8.
- Бугаев A.A. Исследование и разработка коронок, импрегнированных синтетическими алмазами и эффективности их применения при бурении геологоразведочных скважин. Автореф. дис. канд. техн. наук, Киев, 1970.
- Кошелев Ю.Ф. Влияние параметров режима резания на износ резцов коронок. Известия ВУЗов. Геология и разведка, 1973, № 5, с. 141 145.
- Богданов Р.К. Теоретические предпосылки к раскрытию закономерностей износа материала матрицы импрегнированных коронок при контакте счастицами шлама. Сб. науч. тр.: Разрушение горных пород инструментом из сверхтвердых материалов. Киев, 1980, с. 66 — 71.
- Виноградов В.Н., Сорокин Г. М., ДоценкоВ.А. Абразивное изнашивание бурильного инструмента. М., Недра, 1980, 207 с.
- Спирин В.И. Влияние выпуска алмазов на технологию бурения и работоспособность коронок. Сб. науч. тр.: Создание и совершенствование съемного инструмента для геологоразведочного бурения. JI., ВИТР, 1986, с. 44 — 52.
- Богданов Р.К. Некоторые закономерности износа матриц импрегнированных коронок, оснащенных синтетическими алмазами. Сб. науч. тр.: Синтетические сверхтвердые материалы в геологоразведочном бурении. Киев, 1977, с. 73 — 78.
- Богданов Р.К. О механизме износа импрегнированных коронок, взаимодействующих с частицами шлама. М., Известия ВУЗов. Геология и разведка, 1987, № 7, с. 87 — 91.
- Блохин B.C. Повышение эффективности бурового инструмента. Киев, Техника, 1982, 160 с.
- Воздвиженский Б.И., Волков С. А., Волков А. С. Колонковое бурение. М., Недра, 1982, 360 с.
- Быченков Е.И. и др. Технический уровень и тенденции развития алмазного породоразрушающего инструмента для колонкового геологоразведочного бурения (обзор). М., ВИЭМС, 1987, 37 с.
- Быченков Е.И. Особенности износа аимазов в коронках при бурении скважин. Методика и техника разведки. Л., ОНТИ ВИТР, 1976, № 102, с. 32 — 37.
- Воздвиженский Б.И., Голубинцев О. Н., Новожилов A.A. Разведочное бурение. М., Недра, 1979, 510 с.
- Воздвиженский Б.И. и др. Пути повышения эффективности алмазного бурения. Обзор, Серия: техн. и технолог, геол.- разв. работ- орг. пр-ва. -М., ВИЭМС, 1980, 78 с.
- Владиславлев B.C. Теория работы породоразрушающих инструментов: Учебное пособие. М., МГРИ, 1982, 77 с.
- Сулакшин С.С. Современные способы разрушения горных пород при бурении скважин. М., Недра, 1964, 105 с.
- Башкатов Д.Н. Разрушение горных пород при бурении алмазными коронками. 5 симпозиум: Теоретические и технологические аспекты разрушения технологической активации полезных ископаемых. -TATARAMAN' 88−1, V. TATRY, 1988, с. 62 — 64.
- Башкатов Д.Н. Исследование процесса алмазного бурения с позиций системного подхода. В сб.: Разраб. и соверш. методов и средств оптимиз. и автоматиз. процессов алмаз, бурения. — Л., 1988, с. 19 — 24.
- Киселев А.Т. Оценка эффективности вращательно-ударного бурения алмазными и твердосплавными коронками. Сб.науч.тр.: Технология бурения геологоразведочных скважин с использованием прогрессивных методов. М., ВПО «Союзгеотехника», 1983, с. 20 — 35.
- Оншцин В.П. О характере износа импрегнированных коронок при бурении диабазов. В сб.: Методика и техника разведки. ВИТР, Л., 1965, № 54.
- Горшков Л.К. Роль температурного фактора в алмазном бурении. Сб.нач.тр.: Исследование, разработка и внедрение технологии алмазногобурения скважин на твердые полезные ископаемые. М., «Союзгеотехника», 1984, с. 52 — 58.
- Горшков Л.К., Кудряшов Б. Б., Быченков Е. И. Температурные деформации алмазов в буровых коронках. Сб.науч.тр.: Синтетические сверхтвердые материалы в геологоразведочном бурении. Киев, 1991, с. 18 — 20.
- Горшков Л.К., Сахаров A.B. Влияние зернистости и концентрации объемных алмазов на ресурс импрегнированных коронок. Сб.науч.тр.: Породоразрушающий инструмент, армированный природными алмазами. -Л., ВИТР, 1989, с. 75 79.
- Волков С.А., Соловьев Н. В., Калинин В. Д. и др. Работоспособность подрезных элементов алмазных импрегнированных коронок. Техника и технология геологоразведочных работ- организация производства. М., 1978, № 22.
- Блинов Г. А. и др. Алмазосберегающая технология бурения. Л., Недра, 1989, 184 с.
- Воробьев Г. А., Новожилов Б. А., Вареца С. А. Режимы работы алмазной коронки и их исследования с помощью скоростной киносъемки. -Изв.ВУЗов, Геолог, иразв., 1988, № 9.
- Арцимович Г. В., Тетельбаум A.C. Пространственная модель напряженно-деформированного состояния пород кольцевой коронки. В кн.: Разрушение горных пород. — Якутск, ЯФСО АН СССР, 1984, с. 24 — 27.
- Арцимович Г. В. Механофизические основы создания породоразрушаю-щего бурового инструмента. Новосибирск, Наука, 1985, 265 с.
- Свешников И.А., Винник Э. М. Исследование процесса разрушения горных пород методом люминесцентной дефектоскопии. В сб.: Разрушение горных пород инструментом из сверхтвердых материалов. -Киев, ИСМ АН УССР, 1980, с. 12 — 18.
- Ребиндер П.А. Физико-химия поверхностных явлений и дисперсных систем в СССР в применении к технике. В сб.: Математика в естествознании за 20 лет. — М., 1938, 126 с.
- Закора А.П., Фадеев В. Ф., Новожилов Б. А. и др. Методика изучения микропрофиля поверхности забоя, сформированного при алмазном бурении. -М., Изв. ВУЗов, Геол. иразв., 1989, № 2, с. 140 -141.
- Богданов Р.К. Закономерности применения различных по износостойкости материалов в матрицах импрегнированных коронок. Известия ВУЗов, Геология и разведка, 1987, № 6, с. 92 — 96.
- Богданов Р.К., Иванов В. В., Цыпин Н. В. и др. Износостойкость коронок, импрегнированных алмазами различной зернистости. Сб.: Синтетические алмазы. 1977, № 1, с. 24 — 26.
- Богданов Р.К., Фадеев В. Ф., Исонкин А. М. и др. Повышение износостойкости коронок, оснащенных синтетическими алмазами и славутичем. М., Известие ВУЗов, Геология и разведка, 1981, № 8, с. 125 -126.
- Хрущов М.М., Бабичев М. А. Абразивное изнашивание. М., Наука, 1970, 252 с.
- Блинов Г. А., Васильев В. И., Глазов М. Г. и др. Алмазосберегающая технология бурения. Л., Недра, 1989, 184 с.
- Тараканов С.И. Теория работы мелкоалмазной кольцевой коронки на забое. Рабочие материалы совещания по алмазному бурению. Апатиты, 1966, с. 12 -18.
- Исонкин A.M. Исследование взаимодействия с горной породой безвольфрамовых матриц буровых коронок, оснащенных синтетическими алмазами, с целью повышения эффективности их применения. Автореф. дис. канд. техн. наук, М., 1993, 20 с.
- Опольский В.И. Повышение эффективности буровых коронок из синтетических алмазов на основе изучения их контактного взаимодействия с горной породой. Автореф. дис. канд. техн. наук, Днепропетровск, 1994, 20 с.
- Корнилов Н.И., Травкин B.C., Коган Д. И. и др. Породоразрушающий инструмент для геологоразведочных скважин. М., Недра, 1979, 359 с.
- Корнилов Н.И., Головин О. С. Современные тенденции в создании алмазного породоразрушающего инструмента. Сб.науч.тр.: Породоразрушающий инструмент, армированный природными алмазами. -Л., ВИТР, 1989, с. 6 — 9.
- Кувыкин С.И., Кагарманов Н. Ф. Алмазное бурение нефтяных скважин. -Уфа, Башк.кн.изд-во, 1962, 103 с.
- Марамзин A.B., Блинов Г. А. Алмазное бурение на твердые полезные ископаемые. Технология работ. Л., Недра, 1977, 248 с.
- Лившиц В.Н., Титова Т. П. Влияние конструктивных параметров алмазных импрегнированных коронок на энергетические показатели процесса бурения. Сверхтвердые материалы, Киев, 1988, № 6, с. 42 — 48.
- Кардыш В.Г., Мурзаков В. В., Окмянский A.C. Техника и технология бурения геологоразведочных скважин за рубежом. М., Недра, 1989, 256 с.
- Блинов Г. А., Буркин Л. Г., Володин O.A. и др. Техника и технология высокоскоростного бурения. -М., Недра, 1982, 408 с.
- Курочкин П.Н. О влиянии выпуска торцовых алмазов на механическую скорость проходки и стойкость коронки. Известия ВУЗов, Горный журнал, 1964, № 6, с. 59 — 63.
- Башкатов Д.Н. Исследование процесса алмазного бурения с позиций системного подхода. Сб.науч.тр.: Разработка и совершенствование методов и средств оптимизации и автоматизации процесса алмазного бурения. — Л., ВИТР, 1988, с. 19 — 24.
- Богданов Р.К., Опольский В. И. Повышение эффективности использования алмазов в буровом инструменте. Сб.: Проблемы н.-т.прогресса в бурении геологоразв. скважин. Тезисы докл. Всероссийской н.-т.конф. — Томск, изд.-во ТГУ, 1994.
- Лившиц В.Н. Исследование работоспособности геологоразведочных коронок, импрегнированных синтетическими алмазами. Автореф. дис. канд. техн. наук, Киев, 1974, 22 с.
- Багутин С.А., Бирюков Л. В., Кылатчанов P.M. Гранулометрия геоматериалов. Новосибирск, Наука, СО АН СССР, 1989, 173 с.
- Измерение удельной поверхности порошковых материалов и построение изотермы адсорбции-десорбции на приборе «Акусорб» фирмы «Культреникс». Методика, ИСМ АН УССР, 1985.
- Сыздыков А.Х. Создание буровых коронок с синтетическими алмазами, обладающих повышенной износостойкостью матрицы. Автореф. дис. канд. техн. наук, — Л., 1988.
- Г. Шлихтинг. Теория пограничного слоя. Пер. с нем. М., Наука, 1969, 742 с.
- Дж.Хаппель, Г. Бреннер Гидродинамика при малых числах Рейнольдса. Пер. с англ. -М., Мир, 1976, 630 с.
- Гидродинамическая теория смазки. Под ред. Акад. Л. С. Лейбензона. М., ГТТИ, 1934, 385 с.
- Красник В.Г. Исследование процесса алмазного шлифования многолезвийного бурового инструмента. Автореф. дис. канд. техн. наук, Киев, 1981, 21 с.
- ФаворинМ.В. Моменты инерции тел. М., Машиностроение, 1977, 511 с.
- Пугачев B.C. Теория вероятностей и математическая статистика. М., Наука, 1979, 496 с.
- Бершадский Л.К. Основы теории структурной приспосабливаемое&trade- и переходных состояний триботехники и ее приложение к задачам повышения надежности зубчатых и червячных передач. Автореф. дис. докт. техн. наук, М., 1982, 45 с.
- Волькенштейн М.В. Энтропия и информация. М., Наука, 1986, 192 с.
- Хастингс Н., Пикок Дж. Справочник по статистическим распределениям. М., Статистика, 1980, 95 с.
- Спивак А.И., Попов А. Н. Разрушение горных пород при бурении скважин. -М., Недра, 1986, 208 с.
- Чихоткин В.Ф. Способ алмазного бурения горных пород и устройство для его осуществления Чихоткина. A.c. СССР № 1 810 514, Бюл.из., 1993, № 15.
- Чихоткин В.Ф. и др. Алмазная буровая коронка. A.c. СССР № 1 530 737, Бюл.из., 1989, № 47.
- Чихоткин В.Ф. и др. Алмазная буровая коронка. A.c. СССР № 1 640 341, Бюл.из., 1991, № 13.
- Исаев М.И., Ширко Г. И., Быченков Е. И. и др. Исследование процесса работы алмазной коронки при бурении трещиноватых и перемежающихся по твердости пород. Геология и разведка. — Л., 1971, № 9, с. 134 — 140.
- Быченков Е.И. Исследование рельефа на поверхности матриц алмазных буровых коронок. В сб.: Методика и техника разведки. — JL, ВИТР, 1976, № 107, с. 59 — 67.
- Чихоткин Ф.И., Чихоткин В. Ф., Тлеуов М. Г. и др. Способ восстановления буровых коронок из алмазосодержащих материалов. A.c. СССР № 1 717 282, Бюл.из., 1992, № 9.
- Аубакиров М.Т., Чихоткин В. Ф. Управление процессом разрушения забоя. В межвуз. сб. науч. тр.: Процессы разрушения горных пород при взрывных, термических и механических способах нагружения. — Алма-Ата, Изд-е КазПТИ, 1988, с.88−90.