Повышение работоспособности бурового инструмента лопастного типа на основе применения поворотных режущих элементов
Основы шарошечного разрушения массива. Использование армирования режущей части бурового инструмента твёрдосплавными пластинами с алмазным покрытием. Разработка конструкции и испытание поворотных резцов горных машин и плоских резцов землеройной техники.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 29.04.2018 |
| Размер файла | 1,1 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://allbest.ru
Сибирский Федеральный Университет
Институт Нефти и Газа
УДК 62-233.3/.9
Повышение работоспособности бурового инструмента лопастного типа на основе применения поворотных режущих элементов
Сусликов А.С.,
научный руководитель:
канд. техн. наук Данилов А. К.
В настоящее время в нефтяной промышленности для глубокого бурения широко применяется буровой инструмент лопастного типа. Развитие направления бурения лопастными бурами нашло широкое применение на основе использования армирования режущей части твёрдосплавными пластинами с алмазным покрытием и в настоящее время основной поставщик таких типов буров «Schlumberger».
Предварительные исследования теории резания с использованием пластинами твёрдого сплава с отрицательным углом резания показывает значительное увеличение энергоёмкости в процессе резания пород различной крепости.
Анализ производительности при разработки скважин глубокого бурения показывает что подача на единичный резец лопастного бура не превышает 1 мм.
Минимальная величина скола породы единичным инструментом приводит к значительному увеличения энергоёмкости процесса бурения.
Исследования параметров резания горным инструментом в ИГД им. А. А. Скочинского и сравнительные испытания поворотных резцов горных машин и плоских резцов землеройной техники проведенные в СибНИИстройдормаш города Красноярска показывают, что при увеличение прочности разрабатываемой среды энергоёмкость резания кромками лезвий значительно уступает резанию поворотными резцами на основе шарошечного разрушения массива.
В связи с вышеизложенным целью данной работы является разработка конструкции бурового инструмента лопастного типа с использованием элементов шарошения на основе поворотных резцов.
На практике при глубоком бурение применяется 2 основных вида бурения шарошечное и лопастное (Рис.1).
Рис. 1 Шарошечное и лопастное долото.
Наиболее широкое применение нашли инструменты на основе шарошечного бурения, но в связи с возможностью встречи с трещиноватыми и осадочными породами буровой инструмент его эффективность снижается и резко падает надёжность. шарошечный твёрдосплавный буровой
Применение лопастных буров позволило более эффективно работать в различных условиях горных пород с минимальной вероятностью заклинивания или заштыбовки рабочей части.
При разработке рудных месторождений в горной промышленности применяются поворотные резцы различных конструкций (Рис.2).
Рис. 2. Конструкции поворотных резцов
Работа на малых подачах при глубоком бурение ведёт к значительному увеличения энергоёмкости разрушения породы.
Основной задачей при проектирование нового бурового инструмента с применением элементов шарошения поворотными резцами горных машин является создание специальной конструкции резца который отвечает требованиям условий резания.
Рис. 3. Энергоёмкость процесса резания плоским и поворотным резцом в зависимости от глубины резания. Категория прочности IV
Стендовые исследования сравнительных параметров резания показывают, что при уменьшение подачи менее 8 мм на единичный резец энергоёмкость резания кромками значительно увеличивается по сравнению с процессом шарошения поворотными резцами, при этом граница равновесного состояния энергоёмкости резания плоским поворотным резцом находится в районе 8- 10 мм подачи (Рис. 3).
В основе конструкции бурового инструмента лежит монолитный корпус аналогичный лопастным бурам известных конструкций (Рис. 4).
Отличие заключается в формирование траверс для установки резцов специальной конструкции, схема резания обеспечивает 3х кратное дублирование прохождение резцов след в след.
Уменьшение количества резцов ведет к увеличению удельного давления на единичный резец в 1,5- 2 раза, в то же время энергоёмкость процесса разрушения прочной породы поворотным резцом падает на 30%, что приводит к увеличению скалываемого шлама в 1,5- 2 раза.
Рис. 4. Буровой инструмент
Расчётная величина подачи на единичный резец должна составлять 2-3 мм, особая конструкция режущей части позволяет постоянно затачивать остриё резца, а армирование композитным материалом активной части острия позволит не только значительно увеличить ресурс, но и повлиять на процесс разрушения породы. Специальные элементы крепления обеспечивают возможность поворота единичного резца в посадочном отверстие. Кроме того в отличие от существующих конструкций изношенные или вышедшие из строя резцы возможно менять непосредственно на месте с применение специальных устройств.
Выводы
· Совершенствование конструкции бурового инструмента может быть выполнена на основе опыта теории резания горных пород специальными инструментами.
· Исследование параметров новых инструментов должно быть направлена на совершенствование схем резания и схем установки резцов на рабочий инструмент.
· Значительное увеличение прочности и как следствие ресурса режущей части можно достичь разработкой композитных резцов.
· Сравнительное исследование параметров резания различного инструмента необходимо проводить в лабораторных условиях максимально приближенных к глубокому бурению.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Подготовка исходных данных для расчета профиля фасонного резца. Определение геометрии режущих кромок фасонных резцов. Геометрия режущих кромок, обрабатывающих радиально-расположенные поверхности деталей. Аналитический расчет профиля фасонных резцов.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 13.12.2010Требования к материалам режущей части инструмента. Область применения основных твердых сплавов. Конструктивные элементы резцов Технологические схемы точения, сверления и фрезерования. Расчет режимов резания. Кинематика и механизмы металлорежущих станков.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 03.12.2015Классификация поворотных столов, применяемых в мехатронных станках. Описание конструкций поворотных столов. Анализ жесткости конструкций поворотных столов: двухосевого поворотного стола RTL500, базовой и новой конструкции поворотного стола CNC200R.
дипломная работа [1,8 M], добавлен 30.04.2011Бурение как процесс разрушения горных пород при помощи специальной техники. Основные этапы, входящие в состав конструкторской подготовки производства. Особенности осуществления автоматизированного инженерного анализа конструкции механизма редуктора.
дипломная работа [2,7 M], добавлен 27.10.2017Описание объекта исследования - резца борштанги: его структура, принцип работы, предназначение и основные недостатки. Исследование уровня техники режущей пластины, патентной чистоты усовершенствованного объекта, патентоспособности технического решения.
научная работа [37,3 K], добавлен 19.07.2009Конструктивные особенностей резцов с многогранными твёрдосплавными пластинами. Достоинства и недостатки различных способов установки в державке резца многогранных сменных пластинок. Крепление прихватом сверху для наилучшей точности установки пластины.
лабораторная работа [72,3 K], добавлен 12.10.2013Принципы расчета на прочность стержневого токарного резца. Выбор формы, размеров режущей пластины. Выбор марки материала инструмента, материала корпуса и назначение геометрических параметров. Расчет наружного и среднего диаметров резьбонакатных роликов.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 15.04.2011Расчет глубины резания на рассверливаемое отверстие, рекомендованного переднего угла для обработки стали по формуле Ларина. Средний диаметр режущей кромки. Расчет хвостовика осевого инструмента. Напряжение режущей части инструмента. Расчет длины сверла.
практическая работа [37,8 K], добавлен 22.05.2012Основные разновидности токарных резцов, особенности их формы и отличительные признаки, функциональное назначение и сферы применения. Конструкция токарного резца и его элементы Приборы для измерения углов резца и техника их использования. Виды стружки.
контрольная работа [48,0 K], добавлен 18.01.2010Классификация видов изнашивания деталей: механического, молекулярно-механического и коррозионно-механического. Факторы, влияющие на износостойкость и изнашиваемость материала. Особенности условий работы бурового инструмента и колонны бурильных труб.
реферат [23,5 K], добавлен 11.12.2012Решение технической задачи упрощения изготовления инструмента для пластического сверления за счет применения быстрорежущей стали с твердосплавным покрытием, нанесенным детонационным методом. Влияние режимов напыления на стойкость твердосплавных покрытий.
автореферат [801,1 K], добавлен 21.09.2014Описание и технологический анализ заданных обрабатываемых поверхностей детали. Определение рекомендуемых к использованию материалов режущей части инструментов. Технико-экономическое сравнение двух вариантов режущих инструментов, выбор оптимального.
курсовая работа [143,0 K], добавлен 23.12.2012Система трехмерного твердотельного моделирования, особенности ее назначения. Разработка средства автоматизированного проектирования в виде приложения для САПР, создание банка данных параметрических 3D моделей. Центр двух поворотных типоразмеров.
контрольная работа [1007,7 K], добавлен 11.11.2014Описание мобильной буровой установки. Разработка конструкции детали "Мачта". Решение линейных задач теории упругости методом конечных элементов. Расчёт напряженно-деформированного состояния детали в среде SolidWorksSimulation. Выбор режущих инструментов.
курсовая работа [3,0 M], добавлен 27.10.2017Назначение, основные данные, требования и характеристика бурового насоса. Устройство и принцип действия установки, правила монтажа и эксплуатации. Расчет буровых насосов и их элементов. Определение запаса прочности гидравлической части установки.
курсовая работа [6,7 M], добавлен 26.01.2013Назначение, область применения и типы фасонных резцов. Выбор параметров режущего инструмента. Графический и аналитический метод определения профиля резца. Задание на проектирование протяжки, ее расчет. Основные виды и проектирование дискового долбяка.
курсовая работа [579,7 K], добавлен 28.05.2015Определение конструкции скважин с помощью графика совмещённых давлений. Выбор типа бурового промывочного раствора и расчёт его расходов. Определение рационального режима промывки скважины. Виды осложнений и аварии при бурении скважин и их предупреждение.
курсовая работа [116,1 K], добавлен 23.01.2012Процесс протягивания, виды протяжек и их назначение. Расчет круглой протяжки. Проектирование круглого фасонного резца: расчет значений заднего угла, глубины профиля для каждого участка, длины рабочей части резца, допусков на изготовление фасонных резцов.
курсовая работа [281,7 K], добавлен 19.05.2014Механизированный инструмент как подкласс технологических машин со встроенными двигателями, принцип их работы и устройство, направления практического применения. Типы инструмента и их функциональные особенности. Описание инструмента для монтажных работ.
учебное пособие [3,7 M], добавлен 21.06.2013Анализ конструкции и работы бурового станка СБГ-3320: его устройство и техническая характеристика. Организация работ в проходческой выработке. Рекомендации по совершенствованию оборудования и разработка бурового става для струйной цементации грунтов.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 26.08.2011
