ВВЕДЕНИЕ.............................................................................................................. 4
1 ПРОБЛЕМЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ ШАРОШЕЧНЫХ ДОЛОТ, ОБЗОР
ИССЛЕДОВАНИЙ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ............................................. 11
1.1 Обзор структуры рынка породоразрушающего инструмента. Область
применения, достоинства и недостатки шарошечных долот ........................ 11
1.2 Обзор решений, направленных на увеличение стойкости стального
вооружения шарошечных долот ..................................................................... 15
1.3 Обоснование применения шарошечных долот со стальным
вооружением в верхних интервалах Восточной Сибири............................... 26
1.4 Выводы по главе 1........................................................................................ 35
2 АНАЛИТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ИЗНОСА
СТАЛЬНОГО ВООРУЖЕНИЯ ШАРОШЕЧНЫХ ДОЛОТ ............................ 36
2.1 Анализ причин выхода из строя шарошечных долот............................... 36
2.2 Анализ адекватности полученных экспериментальных данных ........... 41
2.3 Анализ горно-геологических условий применения шарошечных долот46
2.4 Исследование характера износа вооружения шарошечных долот ......... 49
2.5 Исследование влияния износа стального вооружения шарошечных
долот на эффективность бурения ..................................................................... 59
2.6 Обоснование решений по увеличению стойкости внутренних рядов
стального вооружения шарошечных долот..................................................... 66
2.6.1 Обоснование разработки пирамидальных зубьев для шарошек
шарошечных долот со стальным вооружением ................................................ 67
2.6.2 Обоснование разработки стали 19ХГН3МА для шарошек
шарошечных долот со стальным вооружением ................................................ 71
2.6.3 Расчет методом конечных элементов вариантов исполнения
стального вооружения шарошечного долота .................................................... 84
2.7 Выводы по главе 2........................................................................................ 89
3
3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ
СТОЙКОСТИ СТАЛЬНОГО ВООРУЖЕНИЯ ШАРОШЕЧНЫХ ДОЛОТ ПРИ
ЦИКЛИЧЕСКИХ УДАРНЫХ НАГРУЗКАХ ................................................... 91
3.1 Экспериментальный стенд и методика проведения исследования......... 92
3.2 Планирование испытаний по определению стойкости стального
вооружения шарошечных долот при циклических ударных нагрузках ...... 94
3.3 Результаты и обработка полученных данных ........................................ 101
3.4 Выводы по главе 3...................................................................................... 104
4 РАЗРАБОТКА РЕШЕНИЙ ПО УЛУЧШЕНИЮ ТЕХНИЧЕСКИХ
ПОКАЗАТЕЛЕЙ БУРЕНИЯ ШАРОШЕЧНЫМИ ДОЛОТАМИ С
ПИРАМИДАЛЬНЫМ СТАЛЬНЫМ ВООРУЖЕНИЕМ ............................... 105
4.1 Разработка шарошечного долота с пирамидальным стальным
вооружением внутренних рядов .................................................................... 105
4.2 Опытно-промысловая отработка шарошечного долота с пирамидальным
стальным вооружением внутренних рядов .................................................. 111
4.3 Разработка методики применения шарошечных долот при бурении
валунно-галечных отложений ........................................................................ 117
4.4 Выводы по главе 4 ..................................................................................... 118
ЗАКЛЮЧЕНИЕ .................................................................................................. 120
Список сокращений и условных обозначений ................................................ 121
Список использованных источников ............................................................... 122
Приложение А (справочное) ............................................................................ 132
Приложение Б (справочное) .............................................................................. 135
Приложение В (справочное) ............................................................................. 136
Приложение Г (справочное) .............................................................................. 137
Приложение Д (справочное) ............................................................................. 138
Приложение Е (справочное) .............................................................................. 142
Приложение Ж (справочное) ............................................................................ 143
