Технология разрушения горных пород бурением

Министерство образования  и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального  образования

«Кузбасский государственный технический университет

им. Т. Ф. Горбачева»

 

 

 

 

 

 

 

Отчёт по лабораторной работе

«Технология разрушения горных пород бурением »

 

 

 

 

 

 

 

 

Составил: ст.гр. ГЭц-081

                                                                                     Корчагин И.Ю.

 

                                                                                    Проверил:Лебедев А.А.

 

 

 

 

 

 

Кемерово 2012

     Цель  работы:  изучение  закономерностей разрушения  горных пород при различных способах бурения и особенностей применяемого бурового инструмента.

 

Эксперементальная установка.

Рис. 1 - Копер для опытного бурения:

1 – образец породы; 2 –  буровой инструмент; 3 – направляющая;

4 – груз; 5 – рукоятка  для вращения инструмента;

6 – обойма для образца  породы; h – контрольная высота

 Виды резцов.

Геометрия  резца  для вращательного бурения  характеризуется  следующими  параметрами:

1. Диаметр резца d – расстояние между внешними точками основных режущих граней перьев.

2.  Диаметр  рассечки  d1 – расстояние  между внутренними точками вспомогательных режущих граней перьев.

3. Угол заточки σ – угол между передней и задней гранями резца, величина этого угла составляет 65–90.

4. Задний угол ⍺ – угол между плоскостью резания и задней гранью. Величина заднего угла составляет 10–20.

5. Угол резания γ – угол между передней гранью и плоскостью резания, он равен сумме углов заточки и заднего.

              

Рис. 2 - Резец для вращательного бурения:

1 – корпус резца; 2 –  перо резца; 3 – хвостовик; d – диаметр

резца; d1 – диаметр рассечки; ω – угол конусности; φ – угол

при вершине резца; ψ – угол рассечки; Q – основные режущие

кромки; E – вспомогательные режущие кромки

6. Передний угол β – угол между передней гранью и плоскостью, перпендикулярной  к  плоскости  резания.  Передний  угол может быть положительным, нулевым и отрицательным.

7.  Угол  рассечки ψ – угол между  вспомогательными режущими кромками перьев резца.

8. Угол конусности корпуса  резца ω – угол между боковой поверхностью  корпуса  резца  и  линией,  параллельной  оси  резца, проходящей через внешнюю точку основных режущих кромок.

9.  Угол  при вершине   резца φ – угол между основными реγжущими кромками.

10. Угол наклона плоскости  резания θ – угол между плоскостью резания и горизонтальной линией.

Рис. 3 - Коронки долотчатого типа для ударно-поворотного бурения:

1 – корпус коронки; 2 –  пластинка твердого сплава; 3 –  гнездо для

крепления со штангой; 4 –  отверстие для промывочной жидкости;

Д – диаметр коронки; L – высота коронки; b – ширина коронки;

R – радиус заточки; lп – высота пластинки твердого сплава;

bп – ширина пластинки; σ – угол заточки; ω – угол конусности

 

 

Рис. 4 - Геометрические параметры буровой коронки для вращательно-ударного бурения:

Д – диаметр коронки; L – высота коронки; lx – высота хвостовика;

ω – угол конусности

                                 

Таблица 1 - Параметры резцов

Способ бурения	D	d1	σ	α	γ	β	ψ	ω	φ	Ѳ
Вращательное	42,5	11	70	15	85	5	90	5	130	0,182
Ударно-поворотное	40	-	105	-	-	-	-	3	-	-
Вращательно-ударное	38	-	-	-	-	-	-	3	-	0,229

 

Расчёты к таблице 1:

 

 

 

 

 Таблица 2 - Контрольные вычисления

Усилие подачи Р, кг	Число оборотов       n	Заглубление hn-h(n+1), мм	Толщина стружки τ, мм	Угол     Ѳ,    град	Частота вращения резца К, об/мин	Скорость бурения Vб, м/мин
10	10	5	0,25	0,119	30	0,015
20	10	3	0,15	0,072	30	0,009
30	10	4	0,2	0,095	30	0,012
40	10	7	0,35	0,167	30	0,021

 

 

Расчёты к таблице 2:

;

;

;

;

;

 

 

 

;

 

 

 

 

;

 

;

;

.

 

Вывод: Нами был проведен эксперимент с целью изучения закономерностей разрушения горных пород при вращательном способе  бурения. В ходе эксперимента были сделаны измерения из которых видно что, при забуривании бурового инструмента стружка большая. При продолжении бурения стружка становиться меньше, но с увеличением нагрузки стружка, снимаемая буровой коронкой, увеличивается. Это объясняется тем что физико-механические свойства породы при забуривании меньше, но с увеличением глубины бурения увеличиваются и физико-механические свойства породы (плотность, твердость, сопротивляемость породы бурению и т.д.).