ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 05.04.2024
Просмотров: 98
Скачиваний: 0
и, следовательно, |
|
|
Р = |
р°( |
(48) |
|
D i sin S ’ |
|
где Di — диаметр рассматриваемого венца. |
||
Скольжение зубьев |
шарошки без |
перекатывания |
возможно при условии, когда сила Р будет равна или
меньше сил |
трения |
||
|
|
|
F = P J0> P , |
и, |
следовательно, |
предельное значение шага с учетом, |
|
что sin Ѳ= У 1 — cos29 и cos Ѳ= ~ , будет |
|||
|
|
|
*>*\ |
|
|
(макс= /оД у ^ 1 — (-D f) • |
|
|
После некоторых преобразований окончательно по |
||
лучим |
|
|
|
, |
Djfo |
2. |
(49) |
^пред — у ^ |
|||
'о
Следовательно, по фактору скольжения /пред является функ цией двух величин
(рис. 30)
^пред = / ( Д о
определять tпред удобно с помощью ко эффициентов трения стали о породу при бурении с промывкой, которые, по данным
Рис. 30. Предельные значения шага зубьев по фактору скольжения:
/ - f o = |
0,G; |
2 - f „ = 0,5; 3 - / „ = 0,4; |
4 - / , = |
0,3; |
5 — U «= 0,2. |
69
проф. Куличихина Н. И. и Воздвиженского Б. И. [17], павньг.
Порода |
Коэффициент трения |
Кварцит |
0,35—0,6 |
Гранит |
0,4 —0,5 |
Песчаник кварцевый |
0,45—0,65 |
Известняк |
0,30—0,45 |
Мергель |
0,28—0,39 |
Глина |
0, 12— 0,2 |
Так как количество зубьев на венце может быть представлено в виде
nDi
*tпред
после подстановки в это выражение значения ^пред ПО“ лучим
_ *Ѵ і + /о |
(50) |
|
2мин — |
f------' • |
|
|
/О |
|
Отсюда следует, что минимальное число |
зубьев не за |
|
висит от диаметра венца и определяется только коэф фициентом трения (рис. 31).
Выражение (49) соответствует начальной стадии процесса бурения, когда лезвия зубьев не имеют при
тупления 0. |
По |
мере |
притупления лезвий зубьев |
|
(рис. 32) угол |
Ѳ' |
увеличивается, а |
следовательно, по |
|
вышается возможность |
скольжения |
зубьев шарошки. |
||
Это обстоятельство обязывает принимать несколько за вышенное минимальное количество зубьев. Ориентиро вочно можно рекомендовать
г = (1,03 1,05) zM„„
Величина шага зубьев, определяемая по фактору скольжения, является максимально допустимой и по-
70
называет потенциальные возможности, которые могут быть заложены в конструкцию долота.
Рациональный шаг зубьев зависит от физико-ме ханических свойств горных пород и с увеличением крепости последних должен уменьшаться, оставаясь мак симально допустимым с точ ки зрения прочности зубьев и эффективности разрушения
горных пород.
Для определения шага по фактору разрушения горных
" 0,1 |
0J |
0,5 |
0,7 |
0,9 / 0 |
|
Рис. |
31. |
Предельное |
коли |
Рис. 32. Изменение угла |
|
чество |
зубьев |
на |
венце |
приострения зубьев во вре |
|
шарошки |
в зависимости от |
мени. |
|||
/о по фактору |
скольжения. |
|
|||
пород воспользуемся тем, |
что количество углублений |
||||
в забое скважины, образуемых венцом зубьев шарошки
за один оборот долота,
___*(П+ га) т — t
где гх и г2— радиусы, ограничивающие разрушаемую кольцевую поверхность забоя;
t — шаг долота или шаг разрушения.
71
Для полного разрушения кольца горной породы за один оборот долота необходимо, чтобы объем разруше ния за один удар зуба
|
,2 |
а |
ч |
|
|
|
V* я (г/ - |
|
1) ^ |
|
(51) |
Ѵ і = т |
|
|
|
||
где т — высота |
разрушаемого |
кольца |
горной |
породы |
|
или глубина внедрения зуба в горную породу. |
|||||
По формуле (30) объем разрушения породы при |
|||||
единичном ударе равен |
|
|
|
|
|
Ѵі = Зт2п (г, — Ti-1) tg -j . |
(52) |
||||
Приравнивая |
эти объемы, |
при п — |
получим |
||
|
ti — l,5xm0 t g y . |
|
(53) |
||
Для замены т через величину осевого усилия Р0, |
|||||
чтобы учесть крепость породы, - |
воспользуемся |
форму |
|||
лой осевого усилия (42).
После ряда преобразований и замены (рис. 33)
tg-
0,69 |
tg у + /о |
|
|
, |
а |
+ |
|
ct§T |
cos - |
|
|
окончательно получаем |
|
|
|
|
tD |
; |
(54) |
Из формулы (54) |
следует, что шаг разрушения или |
||
шаг между углублениями зубьев |
на обрабатываемом |
||
72
венцом шарошки кольце забоя следует увеличивать по мере увеличения осевого усилия и, наоборот, по мере увеличения крепости пород ар и диаметра скважины шаг разрушения следует уменьшать. Это вполне со гласуется с условиями работы долота.
Шаг зубьев на шарошке должен быть кратным числу шарошек
|
tui — |
|
(55) |
|
|
|
где т0— число |
шаро |
|
|
|
||
|
шек. |
|
|
|
|
|
Анализ |
зависимости |
|
|
|
||
шага шарошки, опре |
|
|
|
|||
деленного |
по |
формуле |
|
|
|
|
(55), от крепости по |
|
|
|
|||
род при различных диа |
|
|
|
|||
метрах долота и пре |
|
|
|
|||
дельно допустимых осе |
|
|
|
|||
вых нагрузках (проч |
|
|
|
|||
ность долот по нормали |
|
|
|
|||
Н554—56) |
показывает |
|
|
|
||
(рис. 34), что при боль |
Рис. |
33. Зависимость |
5 = f (а, /0): |
|||
шой |
крепости |
горных |
1 - і , |
= 0,2; 2 - /„ = 0,3; 3 —f , = 0,4; |
||
пород |
(ор = |
1500 ч- |
|
4 —f 0 — 0,5; |
5 —/в= 0,6. |
|
ч- 2000 кг/см2) величина шага шарошек изменяется незначительно. Например, при
коэффициенте |
трения f0 |
= 0,5; |
сІл — 190 мм и |
ар = |
|
= |
1500 кг/см2 |
tm= 20,4 мм; при |
<зр — 2000 кг!см.2 |
tm — |
|
= |
16 мм. Таким образом, |
с целью сокращения типов |
|||
долот для этого диапазона крепостей горных пород долота могут быть с постоянным усредненным шагом, например іш — 18 мм.
В диапазоне крепости пород <зр = 1000 ч- 1500 кг/см2 = 20,4 ч- 30,6 мм) надо иметь не менее двух типов
73
