Способ определения профиля торца матрицы алмазного породоразрушающего инструмента Советский патент 1985 года по МПК E21B10/46 

Описание патента на изобретение SU1170109A1

1 Изобретение относится к горной промьгатенности, в частности к бурению скважин алмазным породоразрушаю щим инструментом, и предназна.чено для использования при проектировании и изготовлении этого инструмента, преимущественно однослойного. Цель изобретения - повышение дос товерности способа и обеспечение оптимального профиля торца матрицы для данного класса горных пород. Предложенньй способ включает измерение геометрических параметров алмазного породоразрушающего инстру мента и глубины разрушения образца горной породы единичным алмазом в зависимости от нормальной нагрузки линейной скоростиJ определение нормальной нагрузки N графическим путем по указанным зависимостям и мес тонахождения точки профиля торца матрицы, касательная к профилюв которой перпендикулярна оси инструмента; определение показателя влияния линейной скорости алмаза на глу бину разрушения образца графическим путем, а также определение оптималь ного профиля торца матрицы по форму ле cos V (N -NjAN R где - угол между касательной к профилю торца матрицы в рассматриваемой точке и плоскостью, перпендикуляр ной оси инструмента; N. - значение нормальной нагру ки в точке пересечения пр должений прямолинейных участков кривых графика с осью абсцисс; N .- максимальная нормальная нагрузка на зерно алмаза R - радиус инструмента, внутренний при N, 0; наружный при oL - показатель влияния линей ной скорости алмаза на глубину разрушения образ ца; г - расстояние от рассматриваемой точки профиля до оси инструмента. Предлагаемый способ осуществляет ся следуклцим образом. 092 Пример 1.Требуется определить оптимальный профиль торца матрицы алмазной буровой коронки диаметром 59 мм со стандартной щириной матрицы (внутренний радиус R 21 мм) для бурения по магнетитовым роговикам. В коронке планируется использовать природные алмазы крупностью 4060 шт/карат. Число торцовых алмазов в коронке для достаточного перекрытия забоя скважины зонами разрушения должно быть 175 шт. Коронка отрабатывается со следующим оборудованием: буровой станок ЗИФ-650М, бурильные трубы - ЛБТН. Исходя из того, что максимально допустимая осевая нагрузка на корстку диаметром 59 мм при применении указанного оборудования составляет примерно 25 кН, принимаем максимальную нормальную нагрузку на один алмаз в коронке К 140 Н. Экспериментально определенные глубины разрушения образца магнетитового роговика единичным зерном названных алмазов при различных значениях нормальной нагрузки и линейной скорости приведены в табл. 1. По данным табл. 1 построен график зависимости глубины разрушения образца магнетитового роговика от нормальной нагрузки N при следующих фиксированных значениях линейной скорости: 1,20; 2,31 и 3,75 м/с (фиг. 1). Продолжив прямолинейные участки кривых на этом графике до пересечения с осью абсцисс, получаем значение параметра N. 37,5 Н. Так как параметр имеет отрицательное значение, то точка профиля торца матрицы, касательная к профилю в которьй перпендикулярна оси коронки, должна находиться на ее внутреннем крае, -т.е. в формулу (1) при расчете подставляем значение внутреннего радиуса Rg коронки. По данным табл. 1 вычисляем значения логарифмов относительных глубин разрушения и величин, обратных относительным линейным скоростям. Результаты вычислений сводим в табл. 2, в соответствии с которой строим график зависимости логарифма относительной глубины разрушения от логарифма величины обратной относительной линейной скорости (фиг. 2), из. которого определяем значение показателя влияния линейной скорости алмаза на глубину разрушения образца как тангенс угла наклона полученной прямой к оси абсцисс (в данном случае о 0,83). Далее на основани полученных данных по формуле (1) вы числяем значения cos if для различны значений расстояния г рассматриваем точки профиля до оси коронки. Зная cos Ч в зависимости от расстояния г рассматриваемой точки профиля до оси коронки, построить -искомый профиль в прямоугольных декартовых координатах можно, например, воспользовавшись следующей формулой: У, О У, tR V i-2 I -iJi| -Ei tp . r i - ri-1 tgi.,i 2, 3 - ордината рассматриваемой точки профиля; i,j - номера рассматриваемых точек профиля. Расчет представлен в табл. 3. По строенный по данным табл. 3 искомый профиль приведен на фиг. 3. П р и м е р 2. Требуется определить оптимальньй профиль то.рца матрицы алмазной буровой коронки диаметром 59 мм со стандартной шириной матрицы для бурения по гнейсам. В коронке планируется использовать синтетические алмазные марки АРС-3 крупностью 1600/1250 мкм. Число тор цовых алмазов в коронке для достаточного перекрытия забоя скважины зонами разрушения должно быть 156 ш Коронка отрабатывается с тем же обо рудованием, что и в примере 1. Рассуждая так же, как в примере 1, при нимаем максимальную нормальную нагрузку на один алмаз в коронке N 170 Н. Экспериментально определенные глубины разрушения образца гнейса единичным зерном названных алмазов при различньгх значениях нормальной нагрузки и линейной скорости приведены в табл. 4. По данным табл. 4 построен график зависимостей глубины разрушения образца гнейса от нормальной нагрузки при следующих фиксированных значениях линейной скорости: 0,96; 1,85 и 3,00 м/с (фиг. 4). Продолжив прямо-линейные участки кривых на этом графике до пересечения с осью абсцисс получаем значение параметра N 72 Н. Так как параметр N имеет положительное значение, то точка профиля торца матрицы, касательная к профилю в которой перпендикулярна оси коронки, должна находиться на ее наружном крае, т.е. в формулу (1) при расчете подставляем значение наружного радиуса RJ, коронки. Далее заполняем табл. 5 зависимости логарифма относительной глубины разрушения от логарифма величины обратной относительной линейной скорости при различных значениях нормальной нагрузки и по данным табл.5 строим график этой зависимости (фиг. 5) ,из которого определяем значение показателя ; влияния линейной скорости алмаза на глубину разрушения образца горной породы (в данном примере oi 0,90). Далее на основании полученных данных по формулам (1) и (2), аналогично примеру 1, определяем параметры искомого профиля (табл. 6). Построенный по данным табл. 6 оптимальный профиль алмазной коронки для бурения гнейсов представлен на фиг. 6. Таблица 1

Похожие патенты SU1170109A1

название год авторы номер документа
АЛМАЗНАЯ БУРОВАЯ КОРОНКА 2006
  • Бебенин Владимир Юрьевич
  • Кравченко Алексей Евгеньевич
  • Черкасов Владимир Иванович
RU2326228C1
Алмазная импрегнированная коронка 2023
  • Буканов Алексей Анатольевич
  • Будюков Юрий Евдокимович
  • Спирин Василий Иванович
RU2826100C1
Способ регулирования процесса вращательного бурения 1988
  • Яцюк Андрей Анисимович
  • Литра Валерий Владимирович
  • Луценко Григорий Афанасьевич
  • Пащенко Марк Антонович
  • Базильский Сергей Владимирович
SU1649088A1
АЛМАЗНАЯ БУРОВАЯ КОРОНКА 2004
  • Спирин Василий Иванович
  • Власюк Виктор Иванович
  • Будюков Юрий Евдокимович
  • Евсеев Виктор Николаевич
  • Наумов Олег Анатольевич
  • Ососов Игорь Анатольевич
  • Горшков Лев Капитонович
RU2270320C2
АЛМАЗНАЯ БУРОВАЯ КОРОНКА 2010
  • Будюков Юрий Евдокимович
  • Спирин Василий Иванович
  • Власюк Виктор Иванович
  • Наумов Олег Анатольевич
  • Ососов Игорь Анатольевич
RU2445438C2
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЧНОСТИ ГОРНЫХ ПОРОД И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ 2000
  • Архипов А.Г.
  • Корнилов Н.И.
  • Целаки Ю.К.
RU2204121C2
БУРОВАЯ АЛМАЗНАЯ КОРОНКА 2000
  • Нескоромных В.В.
  • Большаков В.В.
  • Костин Ю.С.
  • Пермяков Е.Л.
RU2167261C1
АЛМАЗНАЯ КОРОНКА ДЛЯ КОМПОНОВКИ БУРОВОГО СНАРЯДА 1993
  • Козловский Е.А.
  • Буглов Н.А.
  • Новожилов Б.А.
  • Карпиков А.В.
  • Полуянов А.А.
RU2078193C1
Способ регулирования режима 1989
  • Авдеев Сергей Александрович
  • Андреев Олег Серафимович
  • Архипов Алексей Германович
  • Рудакова Нина Петровна
  • Шатров Борис Борисович
SU1661386A1
АЛМАЗНАЯ БУРОВАЯ КОРОНКА 1994
  • Сопин Евгений Викторович
  • Сопин Виктор Евгеньевич
RU2087665C1

Иллюстрации к изобретению SU 1 170 109 A1

Реферат патента 1985 года Способ определения профиля торца матрицы алмазного породоразрушающего инструмента

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЦРОФШ1Я ТОРЦА МАТРИЦЫ АЛМАЗНОГО ПОРОДОРАЗРУШАЮЩЕГО ИНСТРУМЕНТА, включающий измерение его геометрических параметров, отличающийся тем, что, с целью повьшения достоверности способа иобеспечения оптимального профиля торца матрицы для данного класса горных пород, измеряют глубину разрушения образца данного класса горных пород единичным алмазом в за-висимости от нормальной нагрузки на алмаз при различных значениях линейной скорости алмаза, строят график кривых этих зависимостей и находят точку пересечения продолжения прямолинейных участков этих кривых с осью абсцисс, в зависимости от расположения этой точки относительно оси ординат определяют местонахождение точки профиля торца, в которой касательная к профилю перпендикулярна оси инструмента, далее строят график линейной зависимости логарифма относительной глубины разрушения от логарифма величины обратной относительной линейной .скорости, из которого определяют показатель влияния линейной скорости алмаза на глубину разрушения образца как тангенс угла наклона полученной прямой к оси абсцисс и на основании полученных данных определяют искомый профиль торца матрицы инструмента для данного класса горных пород по формуле cos Ц аГ ( + i w где V - угол между касательной к профилю торца матрицы в рассматриваемой точке и плоскостью, перпендикулярной оси инструмента; N - значение нормальной нагрузки в точке пересечения продолжений прямолинейных участков кривых графика с осью абсцисс; N - максимальная нормальная нагрузка на зерно алмаза со в инструменте; R радиус инструмента, внутренний при N 0, наружный при N:, 70; расстояние от рассматриваег мой точки профиля до оси инструмента; показатель влияния линейoi ной скоцости алмаза на глубину разрушения образца.

Формула изобретения SU 1 170 109 A1

23 44 65 86

10

17 23 27

10 13 17

6

7 В

9 11

Продолжение табл,1

h,Mi4

в.в5

IQ fl

-0.6

-0,2 -0. -0.6 -0,6 Iq

Фи8.2

К

11

21 22 2 2 25 26 27 28 29 30 Г,

(/г. J Л, 40 SO 80 100 иО М ФигЛ 160 180 200 N, Н

-о.в

-0.2 -0. -0.6

в

0.8 uf.S

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1985 года SU1170109A1

Буровая коронка 1979
  • Черненко Александр Романович
  • Миненко Павел Александрович
SU794159A1
Выбрасывающий ячеистый аппарат для рядовых сеялок 1922
  • Лапинский(-Ая Б.
  • Лапинский(-Ая Ю.
SU21A1
Исаев М.И., Онищин В.П
Бурение скважин со съемными перноприемниками
Л.: Недра, 1975, с
Сепаратор-центрофуга с периодическим выпуском продуктов 1922
  • Андреев-Сальников В.Д.
SU128A1

SU 1 170 109 A1

Авторы

Тихонов Николай Евгеньевич

Даты

1985-07-30Публикация

1984-02-15Подача