О применении энергетического критерия объемного разрушения горных пород при совершенствовании технологии ударно-вращательного бурения скважин
В.Н. ОПАРИН, В.В. ТИМОНИН, В.Н. КАРПОВ, Б.Н. СМОЛЯНИЦКИЙ
Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия
oparin@misd.ru
Ключевые слова: ударно-вращательное бурение, энергетический критерий объемного разрушения горных пород, нелинейные геомеханические процессы, напряженно-деформированное состояние, буровые установки, энергоэффективность, призабойная зона скважин, физико-механические свойства, фактор топологической связности, rotary-percussion drilling, energy-based volumetric rock destruction criterion, nonlinear geomechanical processes, stress state, drilling units, energy efficiency, bottom-hole zone, physical properties, topological connection factor
Страницы: 81-104
Подраздел: ГОРНОЕ МАШИНОВЕДЕНИЕ
Аннотация
Теоретически обоснована и экспериментально доказана в натурных условиях горнодобывающих предприятий России при бурении скважин ударно-вращательным способом эффективность использования энергетического критерия объемного разрушения геоматериалов для оценки применяемых технологий бурения. Осуществлена адаптация этого критерия к энергетическим характеристикам буровых установок различных типов путем введения эмпирических коэффициентов трансформации энергозатрат при рейсовом бурении скважин в соответствующие им энергетические характеристики разрушения напряженных горных пород в призабойной зоне. Приведено математическое описание критерия минимизации затрат энергии ударных импульсов на разрушение горной породы ударно-вращательным способом в зависимости от уровня их напряженности, физико-механических свойств и силовых параметров вращательно-подающего механизма. Введено новое геомеханическое понятие “фактор топологической связности горных пород”, дано его аналитическое выражение с использованием экспериментально измеренных пределов прочности горных пород на одноосное растяжение и сжатие, необходимых для проектирования новых и совершенствования существующих технологий ударно-вращательного бурения скважин в различных горно-геологических и горнотехнических условиях ведения горных работ.
DOI: 10.15372/FTPRPI20170609 |
