Обоснование выбора упругого элемента для адаптивного режущего долота

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.

1. Дровников, А. Н. Структурная схема динамической модели «адаптивный буровой станок — забой» / А. Н. Дровников, М. А. Лемешко // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2003. — № 8. — С. 147– 149.

2. Шигин, А. О. Проектирование адаптивных рабочих органов буровых станков для сложноструктурных горных массивов / А. О. Шигин. — Красноярск : изд-во СФУ, 2013. — 155 с.

3. Пономарев, А. Я. Адаптивные буровые агрегаты с электромеханическим приводом / А. Я. Пономарев, А. А. Мясников // Вестник Кыргызско-Российского славянск. ун-та. — 2013. — Т. 13, № 1. — С. 84–87.

4. Лемешко, М. А. Метод адаптивного процесса резания горных пород / М. А. Лемешко, Р. Ю. Волков // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. — 2014. — № 5. — С. 46–50.

5. Катанов, Б. А. Режущие буровые коронки с упругими элементами / Б. А. Катанов, М. И. Протасов, А. Г. Пимаков // Горное оборудование. — 1977. — № 2. — С. 20–24.

6. Дойников, Ю. А. Разработка параметрического ряда буровых долот режущего и комбинированного типов / Ю. А. Дойников, А. Е. Беляев, Н. Н. Страбыкин // Горное оборудование и электромеханика. — 2010. — № 1. — С. 37–41.

7. Исаков, В. С. Обоснование адаптируемых параметров режущего бурового инструмента / В. С. Исаков, Нгуен Зуй Тхань, Н. П. Чухряев // Известия вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. — 2016. — № 1. — С. 76–79.

8. Потураев, В. Н. Резина в горном деле / В. Н. Потураев, В. И. Дырда, В. П. Надутый. — Москва : Недра, 1974. — 150 с.

9. Долото для вращательного бурения : патент 162328U1 Рос. Федерация : Н. П. Чухряев, В. С. Исаков, Нгуен Зуй Тхань. — № 2016101337/03 ; заявл. 18.01.16 ; опубл. 10.06.16, Бюл. № 16 — 3 с.

10. Буровое режущее долото : патент 2300621 Рос. Федерация : Н. П. Чухряев, В. С. Исаков [и др.]. — № 2005121113; заявл. 05.07.05; опубл. 10.09.07, Бюл. № 16. — 3 с.

11. Резина — конструкционный материал современного машиностроения / П. Ф Баденков и [др.]. — Москва : Химия, 1967. — 232 с.