Источник: Науковий вісник НГУ (національного гірничого університету) Дніпропетровськ, №7, 2009. С.50-54.
Горная промышленность Украины остро нуждается в шахтных стволах и воздухоподающих скважинах большого диаметра без проходки которых невозможна нормальная работа шахт и добыча полезных ископаемых. В условиях Донбасса для проходки стволов широко используются специальные способы бурения. Одним из таких способов бурения является бурение с использованием реактивно-турбинных агрегатов (РТБ).Бурение и спуско-подъемные операции сопровождаются динамическими процессами, такими как продольные и крутильные колебания и удары, поперечные, параметрические и автоколебания и др.[1] Зная механизм и закономерности их развития можно оптимизировать процесс бурения, повысить долговечность и надежность оборудования. До настоящего времени нет единого общетеоретического и системного подхода к изучению динамических процессов в буровых системах с агрега-тами РТБ, что приводит к нерациональным режимным параметрам, недопустимым режимам эксплуатации. Это способствует поломкам оборудования и серьезным авариям.Конструкция бурового става, включая агрегат РТБ, представляет из себя сложную стержневую систему с распределенными параметрами и дискретными массами. Это усложняет изучение напряженно-деформированного состояния бурового става установки.[2]
Целью данной работы является изучение напряженно-деформированного состояния бурового става буровой установки РТБ при его наращивании во время спуска в скважину или демонтаже при подъеме. При этом буровой став с определенной скоростью ударяет замком о монтажную платформу или ротор в связи с чем возникают дополнительные динамические напряжения в сечениях трубы, которые нужно учитывать вместе со статическими напряжениями.
Расчетная схема (рис. 1) рассматриваемого става буровой установки РТБ представляет стержень ступенчато-переменного сечения с площадью поперечного сечения F1 и погонной массой m1 на участке буровой труби и площадью F2 с погонной массой m2 на участке турбобуров. На границе участков имеется сосредоточенная масcа M1 утяжелителя с траверсой для крепления турбобуров. В нижнем сечении бурового става находится масса режущего инструмента M2.[3]
Таким образом, использование приведенной методики позволяет определять напряженно-деформированное состояние бурового става при спуско-подъемных операциях. Указанные рекомендации переданы в ГХК «Спецшахтобурение» для использования на буровых участках.
Шевченко Ф.Л. Будівельна механіка. Спеціальний курс. Динаміка пружних стержньових систем. Донецьк: РИА ДонНТУ, 2000. – 292 с.
Прочность, устойчивость, колебания. Справочник в трех томах. Том 3. Под ред. д-ра техн. наук И.А. Биргера и чл.-корр. АН Латвийской ССР Я.Г. Пановко. М.: Изд. Машиностроение, 1988. – 567 с.
Тимошенко С.П. Колебания в инженерном деле. – М.: Наука, 1967, 444 с.