Воздействие осевой нагрузки на инструмент

Разрушение горной породы без создания осевой нагрузки на долото на забое механическим способом не возможно.

На рис. 5.1. показана зависимость механической скорости бурения Vм от осевой нагрузки G на трёх шарошечное долото при проходке мягких (кривая 1), средней твёрдости (кривая 2), твёрдых (кривая 3) и крепких

(кривая 4) пород при постоянной невысокой (до 60 об/мин) частоте вращения и достаточной промывке за короткий промежуток времени когда изнашиванием долота возможно пренебречь.

Как видно из рисунка, с наращиванием осевой нагрузки механическая скорость беспрерывно растет, но темп её подъема для мягких пород более быстрый, так как больше глубина погружения зубьев при схожей нагрузке.

В промысловых условиях и на графике, наблюдается изменение темпа роста Vм от G при переходе от разрушения пород истиранием при маленький осевой нагрузке к разрушению пород в усталостной и объёмной областях при больших нагрузках.

Размер углубления за один оборот dу растет с наращиванием удельной осевой нагрузки Руд в случае если скорость вращения долота неизменна и обеспечивается достаточная чистота забоя, так, как это показано на рис. 5.2. (кривая ОАВС). При очень маленькой нагрузке напряжение на площадке контакта зуба шарошки с породой меньше предела усталости последней;

В следствие этого при вдавливании только упругая деформация породы (участок ОА). Разрушение же породы в данной зоне, которую как правило называют областью поверхностного разрушения, может происходить путём истирания и, вполне вероятно, микро скалывания шероховатостей плоскости при проскальзывании зубка.

В случае если нагрузка более высокая (участок АВ), то давление на площадки контакта зубка с забоем превышает предел усталости, но меньше предела прочности породы.

В следствии этого при первом ударе зубка по предоставленной площадке случается деформация породы, вполне вероятно, образуются исходные микротрещины, но разрушения еще не случается. При повторных ударах зубков по При повторных ударах зубков по той же площадке исходные микротрещины развиваются вглубь до тех пор, пока же при следующем ударе не случится выкол.

Чем больше действующая на зубок сила, тем меньше ударов потребуется для разрушения. Данную зону называют областью объёмно – усталостного разрушения. При более нагрузках разрушение породы случается при любом ударе зубка. В следствие этого участок правее точки В именуют областью действенного объёмного разрушения породы.

В области ОА углубление за один оборот dу, не достаточно и растет довольно медлительно, пропорционально удельной нагрузке на долото Руд. Под удельной нагрузкой понимаютотношение нагрузки на долото G к его диаметру. В области усталостного разрушения углубление растет быстрее увеличения удельной нагрузки и зависимость между ними имеет степенной характер. В области действенного объёмного разрушения породы углубление за один оборот быстро растет приблизительно пропорционально удельной нагрузке (или немного быстрее если обеспечена достаточная очистка забоя.

Характер зависимости между углублением за один оборот долота dу и удельной нагрузкой Руд существенно изменяется, как только очистка забоя становится недостаточной и на нём накапливаются ранее не успевшие переместиться в над долотную зону. Эти частички дополнительно измельчаются при новых ударах зубков шарошек по забою. В следствие этого с ухудшением очистки забоя прирост углубления за один оборот долота с наращиванием удельной нагрузки станет уменьшаться.

Так, согласно кривой ОАВДЕ, полученной при бурении с секундным расходом промывочной жидкости Q1 до тех пор, пока удельная нагрузка не выше Р111уд. При нагрузках повыше Р111уд прирост углубления в начале замедляется, а вслед за тем (правее точки F) углубление за один оборот снижается из-за ухудшения очистки забоя.

В случае же увеличения секундного расхода до Q2 влияние ухудшения очистки забоя становится заметным при более высокой удельной нагрузке (правее точки G на кривой АВGH).

 

⇐ Предыдущая123456Следующая ⇒

Поделиться: