Исследование и разработка бурового снаряда с подпружиненным ударником для проходки крепких пород ударно-канатными станками
Диссертация
Доказано, что эффективное заглубление долота в породу при сбросе бурового снаряда с подпружиненным ударником происходит от действия основного удара долота по забою и двух-трех дополнительных ударов ударника по ограничителям корпуса. Такой режим работы бурового снаряда обеспечивается в достаточно широком диапазоне изменения жесткости пружин и величины зазоров между ограничителями корпуса… Читать ещё >
Содержание
- ВВЕДШИЕ
- 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА.. .II
- 1. 1. Обзор теоретических и экспериментальных исследований процесса разрушения горных пород при ударно-канатном бурении
- 1. 2. Буровые снаряды для проходки крепких пород ударно-канатными станками
- 1. 3. Выводы
- 2. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ
- 2. 1. Новые схемы буровых снарядов с подпружиненным ударником
- 2. 2. ' Обоснование выбранного направления работы и основные задачи исследования
- 2. -3. Выводы
- 3. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ЛЩАМИКИ БУРОВОГО СНАРЯДА С ПОДПРУЖИНЕННЫМ УДАРНИКОМ Расчетная модель системы «буровой снаряд с подпружиненным ударником — заполненная шламом скважина — порода»
- 3. 2. Теоретическое исследование и анализ полученных результатов
- 3. 3. Выводы
- 4. ЭКСПЕШМШТАЛШЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОТЫ БУРОВОГО СНАРЯДА С ПОДПРУЖИНЕННЫМ УДАРНИКОМ И ОСНОВЫ РАСЧЕТА ЕГО ПАРАМЕТРОВ
- 4. 1. Задачи и методика экспериментального исследования бурового снаряда с подпружиненным ударником
- 4. 2. Результаты экспериментального исследования на лабораторном стенде и их анализ
- 4. -3. Методика расчета параметров бурового снаряда с подпружиненным ударником и определение производительности ударно-канатных станков при его использовании
- 4. 4. — Исследование работы буровых снарядов с подпружиненным ударником в производственных условиях
- 4. -5*' Выводы
- 5. АНАЛИЗ ОПЫТА ПРИМЕНЕНИЯ БУРОВЫХ СНАРЯДОВ С ПОДПРУЖИНЕННЫМ УДАРНИКОМ ПРИ УДАРНО-КАНАТНОМ БУРЕНИИ СКВАЖИН
- 5. 1. 1. Технологические особенности использования буровых снарядов с подпружиненным ударником
- 5. 2. Состояние и перспективы внедрения буровых снарядов с подпружиненным ударником в практику строительства
- 5. 3. Выводы .'
- 6. < ОБЩИЕ ВЫВОДУ
Список литературы
- Александров Б.В., Соколинский В. Б. Прикладная теория и расчеты ударных систем. М.: Наука, 1969. — 199 с.
- Алимов О.Д. Исследования процессов разрушения горных пород при бурении шпуров, Томск: ТГУ, i960. — 90 с.
- Алимов О.Д., Дворников Л. Т. Бурильные машины и машиностроение. М.: Машиностроение, 1976. — 295 с.
- Ананьев В.П., Коробкин В. И. Инженерная геология . М.: Высш. школа, 1973. — 299 с.
- Архангельский И.В. Морское бурение инженерно-геологических скважин. Л.: Недра, 1980. — 263 с.
- A.c. 640 014 (СССР). Снаряд для бурения скважин /Алексеев О.В., Верстов В. В., Лукин В. М., Ханович И. И. Опубл. в Б.И., 1978, JS 48.
- A.c. 578 418 (СССР). Снаряд для ударно-канатного бурения / Верстов В. В. Опубл. в Б.И., 1977, № 40.
- A.c. 592 961 (СССР). Снаряд для ударно-канатного бурения скважин /Верстов В.В., Виноградов Ю. Ф., Лукин В. М., Цаганков Б. А. Опубл. в Б.И., 1978, № 6.
- A.c. 5I856I (СССР). Снаряд для бурения скважин /Верстов В.В., Драхлис С. Л., Либин Л. Л., Лукин В. М., Митрофанов А. И., Оже-рельев П.Е., Цейтлин М. Г. Опубл. в Б.И., 1976, № 23.
- A.c. 802 519 (СССР). Грунтозаборный орган /Верстов В.В., Ларионов П. И., Карасик Л. Ю., Ханович И. И. Опубл. в Б.И., 1981, № 5.
- A.c. 735 735 (СССР). Снаряд для ударно-канатного бурения/ Верстов В. В., Лукин В. М., Либин Л. Л. Опубл. в Б.И., 1980, № 19.
- A.c. 791 900 (СССР). Снаряд для ударно-канатного бурения скважин / Беретов В. В., Лукин В. М., фганков Б.А., Виноградов Ю. Ф. Опубл. в Б.И., 1980, № 48.
- A.c. 415 345 (СССР). Устройство для ударного бурения скважин / Власюк В. А., Довгань Н. Ф. Опубл. в Б. И", 1974, № 6.
- A.c. I7924X (СССР). Рабочий орган к машине для разработки мёрзлых и плотных грунтов / Вигдорчик Я. Ю., Лозовой Д.А.- Опубл. в Б.И., 1966, № 4.
- Афанасьев И.С., Дутин А. И. Бурение скважин при разведке месторождений строительных материалов. Л.: Недра, 1980, — 132 с.
- Байдюк Б.В. Механические свойства горных пород при высоких давлениях и температурах" Гостоптехиздат, 1963. — 102 с.
- Байдюк Б.В., Павлова H.H. Механизм деформации и разрушения горных пород при вдавливании штампа. В сб.: «Механические свойства горных пород при вдавливании и их практическое использование». М.: ВНШ0ЭНГ, 1965, с. 15 — 31.
- Баркан Д.Д. Виброметод в строительстве. М.: Госстрой-издат, 1959. — 315 с.
- Барон Л.И. Экспериментальное исследование разрушения горных пород ударом. М.: Изд-во АН СССР, 1962. — 2X9 с.
- Барон Л.И., Вобликов B.C. Влияние температуры на сопротивляемость горных пород механическому разрушению. В сб.: «Физико-механические свойства, давление и разрушение горных пород». — М., Изд-во АН СССР, 1963, вып.2, с.3−10.
- Барон Л.И., Вобликов B.C. 0 фиксировании деформированной зоны при исследовании разрушения горных пород ударной нагрузкой. Научные сообщения ИГД им. А. А. Скочинского. — М.: Недра, 1969, вып.61, с. 10 14.
- Барон Л.И., Вобликов B.C., Коняшин Ю. Г. Исследование влияния скорости приложения ударной нагрузки на эффект дробления горных пород. В сб.: Труды /ВНИИНеруд. Тольятти, 1965, вып.19, с. 67 — 74.
- Башкатов Д.Н. Нормальный ряд установок для бурения скважин на воду. Тез.докл.научно-технической конференции «Совершенствование технологии бурения скважин на воду», Новосибирск, 1972, с. 26 — 29.
- Башкатов Д.Н. Современное состояние и пути развития техники и технологии бурения скважин на воду. Материалы семинара «Технический прогресс при строительстве скважин на воду». М., ЩЩТП им. Ф. Э. Дзержинского, 1974, с.
- Башкатов Д.Н., Сулакшин С. С., Драхлис С. Л., Квашин Г. П. Справочник по бурению скважин на воду. М.: Недра, 1979. — 560 с.
- Берсенев B.C. Разрушение углей ударом. зап. ЛШ, 1959, т.41, вып. Х, с. 34 — 43.
- Бурштейн Л.С. О динамическом модуле упругости некоторых горных пород. Зап. ЛГИ, 1966, т.51, вып.1, с. 117 — 123.
- Бурштейн Л.С. Ударные испытания горных пород на изгиб. -Зап.ЛШ, 1969, т.57, вып.1, с. 35 44.
- Бурштейн Л.С. Статические и динамические испытания горных пород. Л.: Недра, 1970. — 182 с.
- Ващук И.М. Влияние частоты ударов на эффективность разработки мёрзлых грунтов. «Строительные и дорожные машины», 1971, № I, с. 19 — 20.
- Ващук И.М. Энергетические затраты на внедрение клина.-«Строительные и дорожные машины», 1968, № 4, с. 14 16.
- Венецкий И.Г., Кильдишев Г. С. Теория вероятностей и математической статистики. М.: Статистика, 1975. — 262 с.
- Верстов В.В. Пути повышения технико-экономических показателей ударно-канатного бурения скважин на воду. В кн.: Спец.строит.работы: «Труды /БНИИГС.» — Л., 1975, вып.41, С.8&--98.
- Верстов В.В., Ларионов П. И. О целесообразности создания виброударных желонок с приводом от инструментального каната бурового станка. В кн.: Спец.строит.работы: «Труды/ВНИИГС». -Л., 1980, с. 16 — 22.
- Верстов В.В., Либин Л. Л. Результаты испытаний нового вибратора с проходным отверстием при ударно-канатном бурении скважин на воду. Специальные строительные работы. — М.: ЦБНТИ ММСС СССР, 1978, № 8 (146), с. 9 — 13.
- Верстов В.В., Лукин В. М. Руководство по технологии ударно-канатного бурения скважин на вод7 с применением виброударных буровых снарядов. М.: ЦБНТИ ШЛО GCGP, 1980. — 16 с.
- Верстов В.В., Цейтлин М. Г., Лукин В. М. ^ .З8.8-?7. .1. ММСС СССР
- Инструкция по применению вибрационных машин при ударно-канатном бурении скважин на воду. М.: ЦБНТИ МИСС СССР, 1978. — 40 с.
- Верстов В.В., Лукин В. М. Экспериментальные исследования работы виброударных буровых снарядов ударно-канатных станков. В кн. Специальные строительные работы: «Труды/ВНИИГС. -Л., 1980, с. 10 — 15.
- Воздвиженский Б.И., Куличихин Н. И. Разведочное бурение. М.: Госгеолиздат, 1949. — 568 с.
- Воздвиженский Б.И., Мельничук И. П., Пешалов Ю. А. Физико-механические свойства горных пород и влияние их на эффективность бурения. М.: Недра, 1973. — 240 с.
- Волков O.A., Сулакшин С. С., Андреев М. М. Буровое дело. М.: Недра, 1965. — 184 с.
- Деревянных А.И., Веротов В. В., Лукин В. М. Некоторые направления совершенствования бурового оборудования для устройства скважин на воду за рубежом. „Экспрессинформация“, М.: ЦБНТИ ММЗС СССР, 1982, вып.5, 12 с.
- Драхлис С.Л. Бурение скважин на воду ударно-канатным способом с посадкой обсадных труб под защитой тиксотропной рубашки. Специальные работы в промышленном строительстве. Серия У. — М.: ЦБНТИ ЖС СССР, 1972, № 8 (74), с. 1 — 4.
- Драхлис С.Л. Совершенствование техники и технологии ударно-канатного бурения. Тез.докл.научно-техн.конф. „Совершенствование технологии сооружения скважин на воду“. Новосибирск, 1972, с. 53 — 60.
- Дубровский H.A., Жамбалнимбуев Б. Ж. Аналитический расчёт минимальной энергии удара клина. „Строительные и дорожные машины“, 1979, $ II, с. 25 — 26.
- Жлобинский Б.А. Динамическое разрушение горных пород при вдавливании. М.: Недра, 1970. — 151 с.
- Зорин И.П., Стороженко A.M. Ударно-канатное бурение. -М.: Госгортехиздат, I960. 243 с.
- Иванов К.И., Мальчонок В. О. Определение ускорения бурового снаряда при ударно-канатном бурении. „Горный журнал“, 1958, № 6, с. 44 — 48.
- Каменский В.В. Исследование вторичного дробления ударной нагрузкой. :Автореф.Дис.канд.техн.наук. Новосибирск, 1966, — 21 с.
- Карповский В.В. Опыт установки гравийно-проволочныхфильтров с конусным башмаком расширителем. -Специальные работы в промышленном строительстве. Серия У. — М.: ЦБНТИ ММСС СССР, 1973,? II (89), с. 9 — 12.
- Кардыш В.Г. Повышение эффективности работы буровых станков. М.: Недра, 1980. — 184 с.
- Каримов В.А. Техника бурения скважин большого диаметра.-- М.: Недра, 1983, 94 с.
- Корнилов Н.И., Травкин B.C., Берестень Л. К., Коган Д. Н. Породоразрушающий инструмент для геологоразведочных скважин. -Справочник. М.: Недра, 1979. — 359 с.
- Кренделев В.П., Махо, тин В.В., Минаков В. М., Орьев В. А. Техника и технология ударно-канатного бурения при разведке россыпей. М.: Недра, 1979. — 223 с.
- Крымский И.Л., Гоникман И. Ш., Трофимов В. Е. Применение емкостных преобразователей для исследования движения грунтового сердечника при вибропогружении свай. В кн.: Спец.строит.работы: Труды /ШИИГС. — Л. 1973, с. 172 — 175.
- Лукин В.М. Результаты испытаний виброударных снарядов при ударно-канатном бурении крепких пород. В кн.:Спец.строит, работы: Труды/ВНИИГС. — Л., 1982, с. 58 — 63.
- Лукин В.М. Экспериментальные исследования параметров виброударных буровых снарядов для ударно-канатных станков.
- В кн.: Спец.строит.работы: Труды / ЕНИИГС. Л., 1981, с.31−37.
- Лукомский С.И. Исследование режимов работы вибромолотов. В кн.: Труды ЕНИИСтройдормаш, 1959, вып. ХХ1У, с.3−40.
- Швлютов М.Р. Разрушение горных пород при бурении скважин. М.: Недра, 1978. — 214 с.
- Шкаров Й.В. Приближённое определение скорости ударно-поворотного бурения. „Горный журнал“, 1962, № 3, с.48−50.
- Мальчонок В.О. Исследование режимов бурения на примере ударно-канатных буровых станков на рудниках Норильского комбината.: Автореф. Дис.канд.техн.наук. Л., 1958. — 16 с.
- Мельничук И.П., Фокеев В. М. Влияние температуры нагрева и последующего охлаждения на механические свойства горных пород. „Разведка и охрана недр“, 1965, № ц, с.28−32.
- Мосинец В.Н. Дробящее и сейсмическое действие взрыва в горных породах. М.: Недра, 1976. — 271 с.
- Мосинец В.Н., Абрамов A.B. Разрушение трещиноватых и нарушенных горных пород М.: Недра, 1982. — 248 с.
- Нагаев Р.Ф. Об аналитическом описании квазипластического удара. Изв. АН СССР, МГТ, 1970, № 4, с.78−96.
- Нагаев Р.Ф., Нахамкин Л. А. 0 квазипластическом ударе. -Изв.АН СССР, МТТ, 1969, гё I, с.91−98.
- Назаров П.П. Рациональный технологический режим работы станков ударно-канатного бурения. „Материалы совещания по открытым способам разработки месторождений“. — М.: Углетехиздат, 1955, с.125−139.
- Назаров П.П. Технологический режим ударно-канатного бурения скважин для взрывных работ: Автореф.Дне.канд.техн.наук. -М., 1954. 16 с.
- Павлова H.H. Влияние скорости на механические характеристики горных пород при вдавливании. В сб.: „Механические свойства горных пород при вдавливании и их практическое использование“.-М., 1965, с.48−54.
- Павлова H.H., Шрейнер Л. А. Разрушение горных пород при динамическом нагружении. М.: Недра, 1964. — 160 с.
- Павлова H.H., Шнейнер Л. А., Портнова А. Т. Экспериментальные исследования механических свойств горных пород при динамическом вдавливании. В сб.: „Вопросы деформации и разрушения горных пород при бурении“. — М.: ГОСШТИ, 1961, с.4−34.
- Пальянов П.Ф., Штейнберг A.M. Бурение скважин. М.: Недра, 1964. — 355 с. 173. Пановко Я. Г. Введение в теорию механического удара. -IVL: Недра, 1977. 233 с.
- Петухов П.З., Гурин М. А., Киселев B.H.i В&бор рациональных параметров клина для разрушения мерзлоты. В кн.: Строительные и дорожные машины. 1967, № 2, с.8−9.
- Псарёв М.К. Исследование процесса ударно-канатного бурения на Коунрадском руднике: Автореф.Ддс.канд.техн.наук. -Алма-Ата, 1955. 19 с.
- Ребрик Б.М. Вибрационное бурение скважин. М.: Недра, I974.1 — 193 с.
- Савинов O.A., Лускин А. Я. Вибрационный метод погружения свай и его применение в строительстве. Л.М.: Госстрой-издат, Ленинградское отделение, I960. — 252 с.
- Сакович В.Л. Динамика ударно-центробежного рабочего органа для разрушения прочных грунтов. „Горные строительные и дорожные машины“, — Киев, 1978, № 26, с.7−12.
- Седов Л.И. Методы подобия и размерности в механике. -М.: Наука, 1965, 5 изд. 386 с.
- Сиденко В.М., Грушко И. М. Основы научных исследований^ Харьков: Вища школа, 1977. — 200 с.'
- Симонянц Л.Е. Разрушение горных пород и рациональная характеристика двигателей для бурения. М.: Недра, 1966. -227 с.
- Смирнов Н.И. Сравнительная оценка эффективности бурения скважин ударно-канатными станками и погружными молотками на карьерах Джезказгана: Автореф. Дне .-канд.техн.наук. -Алма-Ата, 1957.* 19 с.
- Сулакшин С.С. Современные способы разрушения горных пород при бурении скважин. М.: Недра, 1964. — 106 с.
- Тихонов H.A. Основные направления экономического и социального развития СССР на 1981 1985 годы и на период до 1990 года: Докл. ХОТ съезду КПСС 27 февраля 1981 г. -М.: Политиздат, 1981. — 46 с.
- Успенский Н.С. Курс глубокого бурения ударным способом. Изд. совета нефтяной промышленности. — М.Л., 1924. -222с.
- Филимонов Н.М., Мавлютов М.Р.* Некоторые особенности разрушения горных пород при динамическом вдавливании штампов. -Изв.ВУЗов, сер."Горный журнал», 1965, Л° 10, с.81−83.
- Фридман Я.Б.- Объединённая теория прочности материалов и диаграмма механического состояния. ЗЙТФ, 1943, т. ХШ, вып.9 -10. с. 502 — 519.
- Царицын В.В. Теория и расчёт ударного бурения. «Горный журнал», 1948, № 8, с.18−26.
- Щрицын В.В. Технологическое разрушение горных пород.- Киев* «Техника», 1964. 443 с.
- Цейтлин М.Г. Сравнительное экспериментальное исследование эффективности вибропогружателей и вибромолотов. В кн.: Специальные строительные работы: Труды /ВНИИГС. — Л., 1964, вып.17, с.25−41.
- Цейтлин М.Г.5, Верстов В. В.: Об использовании вибращон-ного оборудования при ударно-канатном бурении водяных скважин.-' В кн.: Специальные строительные работы: Труды /ВНИИГС. Л., 1973, вып.35, с.133−143.
- Цейтлин М. Г. Верстов В.В., Шилевская К. Г., Лукин В. М. Свободный пружинный вибромолот БВС-1 для погружения обсадных труб при ударно-канатном бурении скважин. Строительные и дорожные машины, 1973, $ 7, с.12−14.
- Черкасов Н.Е.-, Шляпин К. Б. К вопросу о теории ударного бурения.' Торный журнал", 1950, № 7, с. П-16.
- Шемякин Е.И. О поведении горных пород при динамических нагружениях. Ж.физ.-техн.пробл.разработки полезных ископаемых. — Новосибирск: Наука, 1966, № I, с.12−20.
- Шрейнер Л.А., Петрова О. П., Якушев В. Л. и др. Механические и абразивные свойства горных пород. М.: Гостоптехиз-дат, 1968. — 201 с.
- Шрейнер Л.А. Процессы разрушения твердых горных пород и новые типы шарошечных долот. В сб.-: «Буровые долота». Материалы Всесоюз. совещания нефтяников. М.: Гостоптехиздат, 1955, с.20−29.
- Шрейнер Л.А., Павлова H.H. Экспериментальные данные по усталостному разрушению горных пород. В кн.:Труды/ИН Ш ССОР, 1958, № II, с.46−52.
- Эйгелес P.M. К вопросу о напряжениях в забое от действия зубьев долота. В кн.: Труды /ВНИИБТ., Недра, 1964, вып.13, с.3−14.
- Эйгелес P.M. Напряженное состояние породы под штампом в условиях высокого всестороннего сжатия.- В сб.:"Механические свойства горных пород при вдавливании и их практическое использование". — М.: ШИИОЭНГ, 1965, с.64−73.
- Ю2.- Ярохович И. С. Повышение эффективности сооружения скважин на воду. Тез.докл.Всесоюз.научно-техн.совещания: «Пути повышения эффективности сооружения водозаборных скважин», Новосибирск, 1982, с.22−24.
- ЮЗ. Dietmar Berg. Die Bedeutung dec Bohrverfahrens bei der Grundwassererschliessung in Festgesteinen. «Brunnenbau, Bau von Wasserwerken, Rohrleitungsbau», 1982, Hr.1, Januar, S.15−17.
- Hartman Howard L. Basic studies of percussion drilling. Mining Engineering, 1959, 11, Ho. 1, p.68−75.
- Inett E. Y/. Rotary-percussive drill studies explain new drilling techniques. Engineering & Mining Journal, 1956, vol.157, Ho.8, August, p.75−79.
- Lacabanne W.D. and Pfleider E.P. Rotary percussion blasthole machine may revolutionize drilling. Mining Engineering, 1955, Sept., vol.7, Ho.9, p.850−855.
- Hagashige Yoshitake. Present status of drilling technology for groundwater resources development of Japan. Journal of Geography, Japan, 1972, vol.81, No.5 (791), p.344−348.
- Pat. 2 524 707 (USA). Drill / Carl C. Koeln. 1950.
- Pat. 2 742 263 (USA). High speed percussion type drill stem / Robert G. Clugage. 1956.
- Pat. 2 872 158- (USA). Double blow drill / Hathaniel P. Green. 1959.
- Pat. 3 215 212 (USA). Percussion hammer drill / Allen E. Bardwell. 1962.
- Pat. 3 303 899 (USA). Synchronous chatter percussion hammer drill / Allen E. Bardwell. 1967.
- Pat. 3 395 767 (USA). Mercury chatter hammer / John E. Bardwell. 1968.
- Review of water well drilling in 1979. Water Well Journal, USA, 1981, January, vol.35, Ho.1, p.7−14.1. УтвЕрадю
- ГЛАВНЫЙ ИНЖЕНЕР ТРЕСТА ПРОМБУРВОД1. П.Е.ОЖЕРЕЛЬЕВ1983 г. 1. РАСЧЕТэкономического эффекта от применения в 1982 году буровых снарядов ВС-1
- Приведенные затраты расчитывались при устройстве скважин типовой конструкции глубиной 70 М.'
- Буровой снаряд с подпружиненным ударником ВС-1 использовался при проходке пород 17 и У групп- в интервале глубин от 10 до 70 м"'
- Плановая выработка в тресте Промбурвод на станок УГБ-ЗУК составляет 630 м проходки в год, что соответствует бурению 9 скважин глубиной 70 м.
- В 1982 году трестом эксплуатировалось 25 буровых снарядов ВС-1, с помощью которых было сооружено 160 скважин на воду.
- Исходные данные для расчета