Page 88 - Породоразрущающий инструмент

3.7 ДИНАМИКА И ЭНЕРГЕТИКА РАЗРУШЕНИЯ ГОРНЫХ
ПОРОД ДОЛОТАМИ PDC

Долота PDC по характеру разрушения горной породы следует отнести к

режуще-скалывающим инструментам. Но эти долота предназначены для
разбуривания не только пластичных, но и пластично-хрупких горных пород.
Для долот PDC этот вопрос имеет особую значимость, так как их элементы
вооружения оснащены весьма хрупкими материалами.

В УГНТУ было поведено стендовое изучение динамики и энергетики
бурения горной породы средней твердости (мрамора) восьмилопастными
долотами диаметром 188,7 мм, оснащенными: одно – резцами с острой

режущей кромкой, а второе – резцами с режущей кромкой, притупленной
фаской. Опыты проведены при частоте вращения долота 80 об/мин.
Переменным параметром режима бурения была нагрузка на долото. В

процессе бурения велась запись мгновенных значений нагрузки на долото и
крутящего момента. По результатам опыта рассчитывались коэффициент
динамичности работы долота, проходка за один оборот долота и

энергоемкость разрушения горной породы.
Гидравлической системой стенда задавалась постоянная статическая
нагрузка на долото. Фактическая осевая нагрузка колеблется относительно
статической с некоторой амплитудой, обусловленной динамичностью работы

долота, т.е. представляет собой непрерывно повторяющиеся максимумы и
минимумы нагрузки. Отношение измеренной максимальной нагрузки Gmax к

статической нагрузке Gст принято называть коэффициентом динамичности
работы долота:

(3.7.1)

На рисунке 39 приведены зависимости коэффициента динамичности от

интенсивности нагрузки gi на долото и от интенсивности ho разрушения
горной породы (проходки за один оборот долота). Из рисунка 39 а видно, что
зависимость kд от gi имеет вид гиперболы. При небольшой интенсивности

нагрузки коэффициент динамичности весьма велик, а по мере увеличения gi
монотонно уменьшается и стремится к единице. П. В. Балицкий показал, что
приемлемым для работы породоразрушающих инструментов является kд <
1,30, поэтому логично ограничение gi не только сверху, но и снизу. Наличие

фаски на режущей кромке резцов не оказало влияния на зависимость kд от gi.

88