Исаков Владимир Семенович, доктор технических наук, профессор кафедры «Автомобили и транспортно-технологические комплексы»
Ростовская область, г. Новочеркасск, ул. Просвещения, 132
Isakov, Vladimir S., Dr.Sci. (Eng.), professor of the Automobiles and Transport and technological Complexes Department
346428, Rostov Region, Novocherkassk, ul. Prosveshcheniya, 132
Нгуен Зуй Тхань, аспирант кафедры «Автомобили и транспортнотехнологические комплексы»
Ростовская область, г. Новочеркасск, ул. Просвещения, 132
Nguyen Duy Thanh, postgraduate student of the Automobiles and Transport and technological Complexes Department
346428, Rostov Region, Novocherkassk, ul. Prosveshcheniya, 132
Introduction. Problems of the adaptive drilling are currently discussed in a number of works. They are largely devoted to the regulation of standard parameters of the borer tools (depending upon the rock physical and mechanical properties at the mine face), and to implementing drill bit adaptation with complete or partial rearrangement of its structure accomplished through introduction of elastic elements. The paper objective is rationale for choosing an elastic element for an adaptive cutting bit, and its parametrization.
Materials and Methods. Experimental research was carried out using a real adaptive cutting bit (dia. 160 mm) with rubber samples having various parameters. For testing, rubber samples with the following varied properties were selected: rubber hardness (Shore scale) 40 to 75 ea; sample height 25 to 60 mm; operating range of pressure load 5 to 30 kN; sample shapes solid parallelepiped, parallelepiped with lateral grooves, perforated parallelepiped, layered parallelepiped with layers ranging from 6 to 15 mm. Based on the experimental results, a comparison was carried out with validation of the most suitable elastic element type and its parameters.
Research Results. Findings of the experimental study on elastic elements for adaptive cutting bits are presented. Following the comparison of the most common shapes of shock dampers, it is established that a multi-layered element serves best as an adapting joint.
Discussion and Conclusions. Using rubber-based elastomers as elastic elements in adaptive cutting bits appears to be feasible for low diameter cutters. Recommendations are provided regarding rubber hardness, layer thickness, and total height of the elastic element for the specified stroke length values of the adaptive drilling bit blade.
Введение. Проблемам адаптивного бурения посвящено множество работ. Большой интерес представляет не только регулирование режимных параметров органов буровых станков в зависимости от физико-механических свойств породы в забое, но и использование адаптации режущего долота с полным или частичным изменением его структуры за счет введения упругих элементов. Целью настоящей работы является обоснование выбора упругого элемента для адаптивного режущего долота, а также определение его параметров.
Материалы и методы. Авторами проведены экспериментальные исследования на режущем адаптивном долоте диаметром 160 мм с различными параметрами резиновых образцов. В качестве объекта исследований были использованы резиновые образцы, имеющие следующие варьируемые показатели: твердость резины (по Шору) — от 40 до 75 ед.; высота образца — от 25 до 60 мм; рабочий диапазон усилий сжатия — от 5 кН до 30 кН; формы образцов — параллелепипед сплошной, параллелепипед с боковыми проточками, параллелепипед с внутренними отверстиями, параллелепипед слоистый с толщиной слоя от 6 до 15 мм. На основании результатов проведенных экспериментов выполнено сравнение и обоснование выбора наиболее приемлемого типа и параметров упругого элемента.
Результаты исследования. Представлены результаты экспериментальных исследований упругих элементов адаптивных буровых режущих долот. В результате сравнения наиболее распространенных форм амортизаторов установлено, что многослойный элемент наилучшим образом выполняет роль адаптирующей связи.
Обсуждение и заключения. В результате исследований установлено, что в адаптивных буровых инструментах в качестве упругого элемента при малых диаметрах долот целесообразно применение резиновых эластомеров. Сформулированы рекомендации по твердости резины, толщине слоев, общей высоте упругого элемента для заданных значений хода подвижной лопасти адаптивного долота.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.