ТИМОШЕНКО АЛЕКСАНДР АЛЕКСАНДРОВИЧ
E-mail: kappa83@inbox.ru
Горно-геологический факультет
Кафедра: Технология и техника геологоразведочных работ
Тема магистерской работы: "Исследование гидроприводного забивного бурового снаряда для отбора проб грунтов при инженерно-геологических изысканиях"
Научный руководитель: доцент, к.т.н.Рязанов А.Н.
Рязанов А. Н. Диссертация на соискание степени кандидата технических наук на тему "Разработка гидроприводного забивного снаряда для бурения инженерно-геологических скважин на шельфе." – 255 с. (89 – 91 с.)
Выводы:
- Произведенный анализ состояния теоретических исследований ударных систем, нашедших применение в бурении, показывает целесообразность решения задачи погружения забивного пробоотборника на основании положений волновой механики с учетом особенностей физико-механических свойств и нагрузочных характеристик нескального грунта.
- Предложено математическое описание процесса взаимодействия элементов системы “боек — керноприемная труба — нескальный грунт”, основанное на решении одномерного волнового уравнения колебаний керноприемной трубы с учетом диссипации энергии по ее длине и чистопластической модели сопротивления разру-шаемого грунта.
- Полученные выражения позволяют оценить силовое воздействие на породу и величину погружения бурового снаряда за единичный удар в различные виды грунта при выбранных энергетических и конструктивных параметрах пробоотборника. При варьировании массы бойка от 30 до 70 кг, скорости его соударения с наковальней от 1.0 до 2.0 м/с керноприемная труба длиною 1 м погружается в грунт на 2-6 мм.
- Рассмотрена кинематика, с учетом ряда корректных допущений составлено уравнение динамики поршневой группы неуравновешенного гидродвигателя дифференциального действия с двухклапанным распределением жидкости, используемого в качестве привода механизма перемещения бойка забивного пробоотборника.
- На основании решения уравнения динамики разработана методика расчета параметров движения поршневой группы гидродвигателя. Определено, что требуемую инженерной геологией частоту ударов забивного пробоотборника, не превышающую 1 Гц, обеспечивает рабочий ход, равный 0.5 м. Установлена зависимость периода рабочего цикла гидродвигателя от расхода подаваемой жидкости, выявлена допустимая область изменения параметра Q.
- Исследование движения падающего бойка в случае его эксцентричного и концентричного расположения в корпусе ударного узла пробоотборника показывает: зависимость скорости движения во времени имеет характер гиперболической тангенсоиды; в начале движения, на стадии разгона, значение скорости определяется действием силы тяжести, в дальнейшем, на стадии равномерного движения, — силы гидравлического сопротивления, которая в свою очередь зависит от величины кольцевого зазора между внутренним диаметром корпуса и самим бойком.
- Эксцентричное расположение бойка в корпусе ударного узла отличается от случая концентричного расположения менее интенсивным нарастанием скорости движения бойка. Для обеспечения требуемых энергетических параметров устройства при массе бойка 50 кг, а также надежной работы системы “захваты привода — головка бойка” проектируется кольцевой зазор, равный 5 мм.
- Произведено согласование движения поршневой группы гидродвигателя с движением падающего на рабочем ходе бойка. Для исключения преждевременного, до нанесения удара по наковальне, взаимодействия захватов поршневой группы с головкой бойка при принятых рабочих и конструктивных параметрах устройства (Q=75 л/мин, mб=50 кг) необходимо обеспечить отставание во времени на не менее чем 0.07 с.