Сибирский федеральный университет

Перевод названия: Studying the loading and stressed state of the drilling tool with toothed disk milling cutters at the design stage

Тип публикации: статья из журнала

Год издания: 2019

Идентификатор DOI: 10.21440/0536-1028-2019-2-110-117

Ключевые слова: осевое усилие, бурение взрывных скважин, буровой инструмент, напряженно-деформированное состояние, действующие усилия, расчетная модель, поля эквивалентных напряжений, axial force, blasthole drilling, drilling tool, stressed-deformed state, effective efforts, calculation model, fields of equivalent stresses

Аннотация: Введение. Исследовано напряженно-деформированное состояние (НДС) разборного бурового долота с зубчато-дисковыми фрезами, расположенными в корпусе под острым углом и оснащенными двумя рядами твердосплавного вооружения - ДРДФ-244,5-2. Методика проведения исследования. Приведены конечно-элементная модель долота ДРДФ и диаграмма качества элементов. Осуществлено моделирование приложения максимальных усилий на буровой инструмент и момента вращения, действующих со стороны бурового става. Для получения достоверных результатов распределения полей эквивалентных напряжений проведено моделирование граничных условий нагружения при взаимодействии твердосплавного вооружения долота с забоем скважины. Результаты и их обсуждение. Представлены результаты распределения полей эквивалентных напряжений, возникающих в корпусе долота, осях вращения и зубчато-дисковых фрезах для трех случаев нагружения: первый - самый тяжелый случай нагружения, когда вся нагрузка, действующая со стороны бурового станка, приходится на одну зубчато-дисковую фрезу; второй - в силу неровностей поверхности забоя, включений горных пород повышенной твердости и наличия несплошностей в породном массиве вся нагрузка распределена на две зубчато-дисковые фрезы; третий - вся нагрузка распределена равномерно на три зубчато-дисковые фрезы. Вымоды: Определена работоспособность долота ДРДФ и даны рекомендации для снижения действующих напряжений по отдельным элементам долота. Introduction. The stressed-deformed state (SDS) of the collapsible drill bit with toothed disk milling cutters located in the body at an acute angle and equipped with two rows of hard-alloy weapons DRDF-244.5-2 was investigated. Research methodology. The finite-element model of the FRDF bit and the element quality diagram are given. The application modeling of maximum forces to the drilling tool and the torque acting from the drilling assembly was carried out. To obtain reliable results for the distribution of equivalent stress fields, modeling of loading boundary conditions was carried out for the interaction of carbide-tipped rock cutting elements of a bit with a face in the well. Results and discussion. The results of the fields distribution of equivalent stresses appearing in the bit body, axes of rotation and toothed disk milling cutters are presented for three loading cases: 1 - the heaviest case of loading, when the entire load acting from the drilling rig falls on one toothed disk milling cutter; 2 - due to unevenness of the face surface, inclusions of rocks with increased hardness and the presence of discontinuities in the rock massif, the entire load is divided into two toothed disk milling cutters; 3 - the entire load is distributed evenly to three toothed disk milling cutters. Conclusions. Conclusions are made about the operability of the DRDF drill bit and recommendations are given for reducing the operating stresses for individual elements of the bit.

Журнал: Известия высших учебных заведений. Горный журнал

Выпуск журнала: № 2

Номера страниц: 110-117

ISSN журнала: 05361028

Место издания: Екатеринбург

Издатель: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Уральский государственный горный университет

• Бовин Константин Анатольевич (Сибирский федеральный университет)
• Гилев Анатолий Владимирович (Сибирский федеральный университет)
• Плотников Иван Сергеевич (Сибирский федеральный университет)
• Герасимова Татьяна Александровна (Сибирский федеральный университет)

• РИНЦ (eLIBRARY.RU)
• Список ВАК