현재 가장 널리 사용되는 드릴 태체 모양에는 모따기가 있는 호와 평평한 바닥이 있습니다. 그러나, 복잡한 지질 조건 하에서, 그것들의 마모는 매우 심각하다.
많은 연구자들은 다이아몬드 드릴의 끝에 있는 최적의 단면 모양을 계산하여 작동 다이아몬드 층에 일정한 작동 압력, 마찰 또는 맥동 압력이 있는지 확인하려고 합니다.
(1) 다이아몬드 드릴 끝 모양 최적화의 역사적 검토.
일찍이 1960 년대에, а а Onishen 은 금강석 드릴이 휘록암에 들어갈 때의 마모 문제를 연구하여 단면 모양을 그대로 유지하고 드릴 끝 등의 강도 마모 (즉, 끝 폭이 고르게 감소해야 함) 를 유지하는 모델을 제시했다. 이 모델은 다음과 같은 가정을 제시합니다.
(1) 하중은 전체 끝 영역을 따라 균등하게 분산됩니다.
(2) 드릴 끝면의 마모는 마찰력의 비율 (단위 면적) 에 비례합니다.
결과는 다음과 같은 방정식을 얻습니다.
시추공에 합성 다이아몬드 초경 재료의 응용
여기서 z 는 행렬의 높이 (드릴 축에서 거리의 함수) 입니다. R 은 끝 구성요소의 반지름입니다. D 와 D 1 은 각각 드릴의 외부 지름과 내부 지름입니다.
이 방정식에 따라 최적의 단면을 얻을 수 있는 곡선 표현식 (그림 5-9) 은 포물선입니다. а а Oni Shen 은 또한 마모 드릴의 80% 이상이 포물선에 가까운 컨투어를 가지고 있다고 지적했다. 저자는 이것이 최적의 형태라는 것을 보여준다고 생각한다.
또한 Tikhonov 는 실험 데이터를 기반으로 드릴의 최적 윤곽을 계산하는 방법을 제시했는데, 이 중 그는 구체적인 시추 조건을 고려했다. (윌리엄 셰익스피어, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 과학명언) 다이아몬드 비트의 모양은 다음 공식과 일치해야합니다.
시추공에 합성 다이아몬드 초경 재료의 응용
형식 중: I 는 단면 형태의 접선과 드릴 회전 축에 수직인 평면 사이의 각도입니다. Ni 와 Nm 은 실험 데이터에 따라 결정되는 축 방향력입니다. Ri 는 드릴 비트의 순간 반경입니다. Rmax(min) 는 드릴 비트의 외부 (내부) 지름 (Ni >: 0 일 때 Rmax 고려, Ni
공식 (5-58) 에 따라 다이아몬드 드릴 (그림 5- 10) 의 횡단면은 모양이 다르거나 반대 방향일 수 있습니다.
그림 5-9 등 강도가 마모된 드릴 끝 (а а а 에 따라)
그림 5- 10 드릴의 등 내마모성이 강한 끝면 모양 (구 소련 국가 표준 A.C.1170109)
드릴의 최적 단면 쉐이프를 계산할 때 드릴된 암석의 성능을 고려하지 않는 다른 계산 방법도 있습니다. 예를 들어, 맥동 압력을 일정하게 유지하기 위해 다음 공식에 따라 드릴 프로파일을 작성하도록 제안했습니다.
시추공에 합성 다이아몬드 초경 재료의 응용
형식 중: βi 는 축 하중 방향과 곡선 세그먼트 접선 사이의 각도입니다.
이 공식에 의해 작성된 최적의 단면 형태는 그림 5- 1 1 에 나와 있습니다.
위의 의견과 분명히 다른 다른 프로그램이 있습니다. 예를 들어, 드릴 마모 과정의 연구 결과에 따라 임신 드릴 끝의 최적 단면에 대한 곡선 방정식 (방정식 5-60) 을 만들었습니다. 저자의 관점에서 볼 때, 이 단면 모양은 깨진 바위에 구멍을 뚫을 때 균형 마모를 보장합니다 (그림 5- 12).
시추공에 합성 다이아몬드 초경 재료의 응용
그림 5- 다이아몬드 드릴의 횡단면 모양 (a.c.1201511).
여기서 x 는 드릴 반지름의 기존 좌표입니다. Y 는 윤곽의 다이아몬드 층의 기존 좌표입니다.
임신 드릴의 드릴링 과정을 강화하는 효과적인 방법 중 하나는 깨진 바위 부분을 코어로 기울어진 직각 사다리꼴 단면으로 만드는 것입니다.
축 방향력의 작용은 태체가 튀어나온 금강석이 바위를 먹는 것을 돕는 것이다. 토크는 먹은 다이아 들이 접선력의 작용으로 움직인다는 것을 보증한다. 이 두 힘의 공동 작용으로 구멍 밑바닥 암석 미세 절단 분쇄 과정이 발생했다.
우리는 드릴의 작업립면을 몇 개의 폭이 같은 고리로 나눌 수 있다. 이동 거리가 같은 경우 내부 링 표면 근처의 다이아몬드는 하중 작용에 따라 외부 링의 다이아몬드보다 암석에 더 깊이 들어가야 합니다. 따라서 드릴의 내부 지름 부분에 태체가 미리 마모되는 현상이 자주 발생한다. 서비스 수명을 높이기 위해 사람들은 드릴 구조를 개선하여 이러한 단점을 극복하려고 시도했다. 한 가지 방안은 드릴에 안쪽으로 기울어진 쐐기 베이스를 사용하는 것이다.
(2) 시추 전력 소비량과 드릴 립 모양 관계의 새로운 연구 진전.
초경재 연구소에서 쓰는 거요? 드릴 테스트용 46mm 드릴. 5 개의 서로 다른 기울기 (α = 30, 45, 60, 90) 및 반모따기 프로파일을 사용하는 드릴 비트 (그림 5- 13).
암석과의 접촉면에서의 압력을 결정하기 위해 연구원들은 상응하는 관계를 맺었다. 플랫 드릴 비트의 접촉 표면 S90 에는 다음과 같은 표현식이 있습니다.
시추공에 합성 다이아몬드 초경 재료의 응용
이 표현식은 다음과 같이 단순화할 수 있습니다.
시추공에 합성 다이아몬드 초경 재료의 응용
여기서 d 와 d 는 각각 드릴 비트의 외부 지름과 내부 지름입니다. M 은 섹터 블록의 수입니다. 노즐의 폭입니다.
작업 입술에 다른 기울기가 있는 드릴의 경우 접촉 영역:
시추공에 합성 다이아몬드 초경 재료의 응용
그림 5- 12 다이아몬드 드릴의 등 내마모성 단면 (а а puniak 기준)
그림 5- 13 다양한 작동 기울기 드릴 마모 테스트 다이어그램입니다.
반원형 모따기 부분이 있는 드릴 비트의 접촉 영역
시추공에 합성 다이아몬드 초경 재료의 응용
여기서 r0 은 단면의 모따기 반지름입니다.
드릴의 경사진 아랫입술과 아랫입술에 대한 압력은 다음과 같은 관계가 있다.
시추공에 합성 다이아몬드 초경 재료의 응용
여기서 σ 1 및 σ2 는 각각 드릴 끝의 평평한 바닥 립 모서리와 경사 맨 아래 립 모서리의 단위 단면 영역에 적용되는 수직 하중입니다.
이 비율은 그림 5- 14 로 구할 수 있습니다. 여기서 P 는 드릴에 작용하는 총 축 하중입니다. P 1 은 작업 립면 S 1, 즉 드릴 플랫 하단에 작용하는 부분 축 하중입니다. P2 는 작업 립 S2 에 작용하는 축 하중의 일부입니다. 즉, 드릴의 경사 표면 또는 해당 투영 (S-S 1) 에서 작동합니다. 여기서 S 는 드릴 회전 축에 수직인 평면에서 드릴 작업 끝면의 투영입니다.
분명히 P=P 1+P2 이지만 표면적은
그림 5- 14 는 경사 플랫 드릴 립 압력 분포 다이어그램을 결정합니다.
시추공에 합성 다이아몬드 초경 재료의 응용
압력을 가하여
시추공에 합성 다이아몬드 초경 재료의 응용
형식 중: ρ2 는 S2 평면에서의 총 응력입니다.
따라서 수직 하중은 S2 면에 작용합니다
시추공에 합성 다이아몬드 초경 재료의 응용
이 경우
시추공에 합성 다이아몬드 초경 재료의 응용
이것은 경사와 평평한 표면의 압력비와 각도 값 사이의 관계를 얻을 수 있음을 보여 줍니다. 각도 값은 경사면으로 형성된 드릴 작업 립면과 회전축 사이의 각도입니다. 드릴 표면 압력이 상수인 경우 압력 값을 보장하는 하중은 다음 공식에 따라 결정됩니다.
반원형 모따기가 있는 드릴 비트의 경우
시추공에 합성 다이아몬드 초경 재료의 응용
이 경우 σ 값은 드릴 부분의 곡률에 따라 변경되므로 평균이어야 합니다. 그림 5- 15 (곡선 1) 는 드릴링 전력 소비량과 드릴 작동 립 기울기 사이의 관계를 보여줍니다.
그림 5- 15 관련 매개변수와 작업면 기울기 α의 관계 곡선입니다.
그림에서 볼 수 있듯이, 작업 립 기울기가 증가함에 따라 시추 전력 소비량이 감소합니다. 즉, 동일한 드릴링 분야 하에서 웨지 단면 드릴의 전력 소비량이 플랫 드릴보다 큽니다. 이것은 암석과 접촉하는 다이아몬드가 더 많다는 것을 설명할 수 있다.
각도가 30 도에서 90 도 (3 배) 로 증가하면 드릴링 전력 소비량이 42% 감소합니다 (5.5kW 에서 3.2kW 로 감소). ROP 을 반영하는 곡선 2 에도 유사한 관계가 나타납니다.
끝면이 회전축에 수직인 평면에서 동일한 투영 영역을 갖는 경우 드릴링 중 태체 마모가 균형 잡힌 경우 접촉 영역이 클수록 드릴링 속도의 이점이 더 두드러집니다.
접촉면의 다이아몬드 입자가 적기 때문에 평평한 드릴의 드릴링 속도는 쐐기 드릴보다 낮습니다. α = 30 일 때는 드릴의 기계적 드릴 속도가 4.5m/h 이고 α = 90 일 때는 기계 드릴 속도가 2.25m/h 입니다 .....
파암비 작업 (단위 볼륨 파암에 필요한 작업) 과 각도 α의 관계는 그림 5- 15 의 곡선 3 에 나와 있습니다.
이 관계 곡선은 각도가 증가함에 따라 함수 값이 증가하는 증가 함수입니다. 이 관계는 곡선 1 에 반영된 시추 전력 소비 관계와 반대입니다. 드릴이 같은 각도에서 같은 볼륨의 암석을 깨뜨릴 때 매개변수 간의 연관성을 비교하면 드릴 속도와 드릴이 다르다는 것을 알 수 있으며, 이는 파암공과 그것들 사이에 직접적인 비례관계가 있음을 알 수 있다. 전력 소비와 드릴링 시간의 곱의 절대값은 작은 작업 립 기울기를 가진 드릴에도 큰 기울기를 가진 드릴보다 작습니다. 따라서 전자의 시추 시간 감소 속도는 시추 전력 증가 속도보다 훨씬 빠릅니다. 작은 경사각 () 드릴의 파암 효율이 높고 에너지 소비보다 낮은 것이 특징이다. 이 사실은 이미 증명되었다.
위의 매개변수를 최적화하기 위해 드릴의 내마모성과 다른 각도 사이의 관계를 연구했습니다. 분명히, 깨진 바위가 작업보다 작을수록 드릴 끝면의 절삭 능력이 좋아질수록 드릴의 내마모성이 강해진다는 뜻입니다. 비교 작업이 클 때 드릴과 바위의 접촉면이 잘 맞지 않으면 드릴의 절삭 능력이 발휘되지 않습니다. 이때 바위의 산산조각은 주로 미세 절삭의 결과가 아니라 연마에 의존한다. 이 경우 드릴의 내마모성이 떨어집니다. 이 상황은 그림 5- 15 의 드릴 마모와 알파 각도 (곡선 4) 의 관계에 실제로 반영됩니다. 드릴의 마모는 30 ~ 120 mg 사이로 거의 3 배 차이가 납니다.
그림 5- 16 은 드릴 립과 암석 접촉 영역의 드릴링 동력 (곡선 1) 및 마모 중량 손실 (곡선 2) 의 내보내기 곡선을 보여 줍니다.
접촉 영역은 α 각도에 반비례합니다. α 각도가 클수록 접촉 면적이 작아집니다. 이것은 표 5-6 에 나열된 데이터에서 볼 수 있습니다.
표 5-6 접촉 면적과 α 각의 관계
접촉 면적이 증가함에 따라 드릴링 전력은 선형적으로 증가하고 드릴의 마모 중량 손실은 쌍곡선 감소로 나타납니다. 이 관계는 실험을 통해 얻을 수 있으며, 실험의 드릴링 법칙은 630r/min 과 10kN 입니다 (조건은 바위를 성공적으로 절단할 수 있다는 조건).
주어진 드릴링 사양 매개변수에서 드릴링 전력은 30% 증가했고 마모량은 1/3 으로 떨어졌습니다. 이 시추 중에 총 접촉 면적이 1 배로 증가했습니다.
그림 5- 17 은 α 각도가 30 도에서 90 도로 증가할 때 드릴링 속도와 드릴 끝 기울기가 변경되지 않도록 드릴링 동력, 파암비 작업, 드릴 마모 무중력 및 축 하중 간의 관계를 보여 줍니다.
그림 5- 16 드릴링 동력, 타이어 마모 및 드릴과 암석 접촉 영역 Sk 의 관계
그림 5- 17 관련 매개변수와 작업면 기울기 α의 관계
곡선 1 은 인수 α에 따라 드릴링 전력이 변하는 법칙을 반영하며, 세로좌표를 따라 단조롭게 증가하는 함수 특징을 나타내는 직선입니다. 이때 드릴링 전력은 0.8 에서 1.7kW 로 변경되어 1 배 이상 증가했으며 작업면 기울기는 2 배 증가했습니다. 우리의 관찰 범위 내에서 시추 동력이 증가하고 있다. 그러나 서로 다른 작업면 기울기 드릴의 드릴링 전력이 자유 이송 및 강제 이송 조건에서 변화하는 추세는 반대라는 점에 유의해야 합니다. 즉, 즉, 각도가 증가함에 따라 자유 이송 조건에서 전력 소비량이 감소하고 강제 이송 조건에서 전력 소비량이 증가한다는 것입니다. 이 견해는 다이아몬드 드릴 끝면과 암석 표면 사이에 서로 다른 접촉 메커니즘이 있음을 증명한다.
첫 번째 경우는 도구에서 일정한 압력을 유지하는 것이고, 두 번째 경우는 일정한 드릴링 속도를 유지하는 것입니다. 두 번째 경우 작업면의 기울기가 변경되지 않으면 축 하중은 작업면의 경사각과 관련이 있을 뿐만 아니라 작업면의 절삭 상태에 따라 달라집니다.
연구한 문제에서 알파 각도가 증가하면 같은 범위 (위 참조) 에서 Vm=const 의 경우 드릴링 전력이 1 배로 증가하고 자유 이송의 경우 드릴의 드릴링 속도와 드릴링 전력이 모두 42% 감소합니다. 이 경우 해당 전력의 절대값은 드릴링 매개변수와 관련이 있습니다.
파암비공과 알파 각도의 관계는 그림 5- 17 곡선 2 에 나와 있습니다.
이런 관계는 시추 전력의 변화 법칙에 부합한다는 것을 알 수 있다. 이 연구 조건에서 암석의 볼륨 분쇄 속도는 일정하며 드릴링 전력은 절삭 표면의 상태에 따라 달라집니다. 앞서 언급했듯이, 작은 경사각 드릴은 전력 소비량이 더 크다. 따라서 이런 경사각의 드릴은 암석 파괴 효과가 더 좋다. 측정된 전력값은 크지 않지만, 이 특성도 반영된다. 알 수 있듯이, 뿔이 커짐에 따라 전력과 드릴의 곱이 점차 커진다는 것을 알 수 있다.
에너지 소비의 관점에서 두 가지 공급 방법의 드릴링 효과를 연구했다. 그 결과 쐐기 단면이 큰 드릴이 평평한 드릴보다 더 효과적이라는 것을 알 수 있습니다.
그림 5- 17 의 곡선 3 은 마모 중량 손실로 결정된 드릴의 내마모성을 보여줍니다. 그림과 같이 강제 이송 조건에서 드릴의 마모 중량 손실은 각도 변화에 따라 자유 이송 조건에서도 동일한 특징을 갖습니다.
이는 자유 이송 및 강제 이송 조건 하에서 서로 다른 경사각을 가진 다이아몬드 드릴의 파암비공 곡선과 일치한다.
앞서 언급했듯이 드릴의 내마모성은 암석 분쇄의 특정 작업의 함수입니다. 이때 바위가 깨지는 것이 공로보다 커질수록, 이 암석에서 공구의 내마모성이 작아진다. 즉, 드릴의 내마모성은 드릴의 구조 매개변수와 드릴링 절차뿐만 아니라 드릴된 암석의 물리적 및 기계적 특성에도 달려 있습니다. 이 점에서 그림 5- 17 은 실험에서 얻은 축 방향력과 작업면 기울기 사이의 관계를 보여줍니다. 강제 이송 조건은 630r/min 의 드릴 속도를 전제로 회전 이송당 80 μ m 입니다.
이송 속도가 80 μ m 이면 드릴 속도는 3.02m/h 입니다. 따라서 축 압력은 시험대의 유압 시스템에 의해 보장되어야 합니다. 선택 원칙은 드릴링 속도가 3.02m/h 에 도달하고 센서 기기를 통해 감지된 순간 드릴 속도 값이 적절한 축 하중을 자동으로 선택하도록 하는 것입니다.
이 방법으로 얻은 축 방향력은 α 각도가 증가함에 따라 증가한다는 것을 나타냅니다. 즉, 드릴 세그먼트가 평평한 바닥에 가까울 때 축 방향력이 가장 큽니다.
강제 이송 또는 WOB 최적화를 통해 일정한 드릴링 속도를 달성하든 두 경우 모두 측정된 드릴 전력 소비량은 실제로 동일합니다.
그림에서 볼 수 있듯이 드릴이 쐐기 세그먼트 (α = 30) 에서 플랫 세그먼트 (α = 90) 로 전환될 때 각 회전 이송이 80μm m 인 경우 필요한 축 하중이 70% 증가합니다
그림 5- 18 은 다이아몬드 드릴이 암석과 마찰할 때 드릴링 전력, 마모 무중력 및 접촉 영역 간의 관계를 보여줍니다.
그림 5- 18 관련 매개변수와 드릴 비트와 암석 접촉 영역 간의 관계
표 5-6 은 다른 경사각의 접촉 영역을 보여줍니다. 강제 이송의 경우 드릴링 전력은 접촉 영역의 증가에 따라 쌍곡선 하강을 하고 자유 이송의 경우에는 증가합니다 (그림 5- 16 참조). 이러한 변화는 시추 전력 소비량이 55% 감소했다는 것을 보여준다.
우리 모두 알고 있듯이, 접촉 면적이 클수록 같은 크기의 암석을 으깨는 데 참여하는 다이아몬드가 많아진다. 이 경우, 끝면의 절삭 기능이 눈에 띄게 향상되어 실제 과정에서 일정한 입척 조건 하에서 축축 힘이 줄어들고 동일한 전력 소비량이 감소한다는 것을 알 수 있습니다. 드릴의 마모 무중력도 쌍곡선 특징을 띠며 금강석이 바위에 들어가는 이송 방식과는 무관하다. 이 두 가지 이송 조건에서 드릴의 마모 중량 손실은 접촉 영역이 증가함에 따라 감소합니다. 이렇게 그림 5- 18 과 같이 마모량이 100mg 에서 25mg 로 75% 감소했습니다.
그림 5- 19 는 강제 이송 (회전당 80μm) 조건에서 드릴링 전력과 마모 중량 손실 및 드릴과 암석 접촉면의 압력 값을 보여 줍니다. 작업 립 표면의 압력은 공식 (5-7 1) 과 공식 (5-72) 에 따라 결정됩니다. 표 5-7 에는 이러한 값과 작업 립 기울기 사이의 관계가 나와 있습니다.
곡선 1 비례, 드릴링 전력은 비압이 증가함에 따라 증가합니다. 비압이 0.22 에서 1.46kN/cm2 (6 배 증가) 로 증가하면 드릴링 전력은1..1배, 0.8kW 에서 로 증가합니다 비압이 같은 범위 내에서 변할 때 드릴의 마모 무중력이 5 배 증가한다. 축방향 하중이 10kN 이면 비압과 비슷한 관계를 관찰할 수 있습니다. 따라서 드릴의 마모 무중력은 이송 형식 및 작업 립 경사각과 무관한 함수 특성도 가지고 있습니다.
그림 5- 19 관련 매개변수와 드릴 작업면 압력의 관계
표 5-7 압력과 작업 립 경사각의 관계
그림 5-20 은 드릴링 동력의 절대값, 파암비 작업, 축 하중 및 작동 립 기울기 사이의 관계를 보여 줍니다. 곡선 1 은 계산된 축 방향력과 α 각도 사이에 쌍곡선 관계가 있음을 나타냅니다.
그림 5-20 태아 작업 립 경사각과 관련 매개 변수의 관계
접촉 영역을 늘리거나 α 각도를 줄이면 축 방향력이 증가합니다. α 각도가 45 도에서 90 도 (1 배 증가) 로 증가하면 축 하중은 13.6kN 에서 6.8kN (같은 횟수 감소) 으로 줄어듭니다. 축방향 하중은 알파 각도가 증가함에 따라 감소하며 드릴링 전력은 항상 하중에 비례하므로 드릴링 전력과 알파 각도의 쌍곡선 관계 (곡선 2) 는 신뢰할 수 있으며 실제로 존재합니다. 즉, 알파 각도가 증가함에 따라 드릴링 전력도 2.25kW 에서 1.35kW 로 떨어집니다.
직선 3 은 압력이 변하지 않는 상황에서 파암비공과 작업립의 다른 경사각 사이의 관계 변화가 크지 않음을 나타냅니다.
따라서 서로 다른 각도 드릴의 파암비공이 자유 이송 및 강제 이송 조건 하에서 모두 증함수의 특징을 나타낸다는 것은 확실하지 않다.
그림 5-2 1 (곡선 1) 은 드릴 속도와 알파 각도 사이의 함수 관계를 보여 줍니다.
그림 5-2 1 드릴링 속도 (1) 와 타이어 마모 (2) 및 작동 립 기울기 사이의 관계
ROP 는 알파 각도가 증가함에 따라 감소한다는 것을 알 수 있습니다. 이 관계는 일정한 축 하중 조건 (곡선 2) 에서의 실험 결과와 일치합니다 (그림 5- 15). 관찰된 경우 축 하중은 α 각도가 증가함에 따라 감소합니다.
곡선 2 는 마모 중량 손실을 통해 작동 립 기울기가 다른 드릴의 내마모성을 결정합니다.
강제 이송 및 자유 이송 조건 하에서, 알파 각도가 증가함에 따라, 작업 립면의 회전당 필요한 압력도 증가한다. 따라서 스트레스가 심하면 반드시 마모 손실이 크다. 이는 그림 5- 15 의 곡선 3 과 그림 5- 15 의 곡선 4 에서 확인되었습니다.
위의 실험에서 압력은 일정하지만 면적은 변화되어 알파 각도에 반비례한다. 분명히 압력이 변하지 않을 경우 마모 무중력은 마찰면이 커질수록 증가하고 그 반대의 경우도 마찬가지입니다.
이와 관련하여 플랫 드릴의 내마모성이 매우 크다. 곡선 2 도 같은 규칙성을 보여줍니다. 드릴의 끝면 압력이 변하지 않는 조건에서 얻은 실험 관계에 따르면, 뿔이 증가하면 마모량이 N 배 줄어든다는 것을 알 수 있다.
이 규칙성은 축 방향 압력이 변하지 않거나 강제 이송 조건에서 얻은 유사한 관계보다 더 두드러진다.
구멍 밑반암 과정을 더 잘 이해하기 위해 표 5-8 은 일련의 데이터를 통해 임계 하중과 드릴 작업 립 기울기 및 회전 속도의 관계를 보완합니다.
임계 부하 임계값이 초과되면 자동으로 기록된 와트계 테이프에 전력 최고치가 나타납니다.
표 5-8 에서 볼 수 있듯이 드릴링 전력과 기계 드릴 속도의 임계값은 회전 속도가 증가하고 작업 립 기울기가 감소함에 따라 증가하지만, 파암비공은 극한값에 도달합니다.
표 5-8 다른 작업면에서의 딥 비트의 임계 하중 값
파암 부분 (단면) 으로 직각 사다리꼴로 만든 드릴 드릴링 효과는 표 5-9 에 나와 있습니다.
표 5-9 다른 작동 립 모양? 59mm 드릴 비교 테스트 결과
한 가지 사실은 매우 분명하다. 다이아몬드 드릴의 구조를 설계할 때는 작업 단위에 뾰족한 모서리와 날카로운 모서리가 나타나지 않도록 해야 합니다. 이러한 곳에서는 응력의 높은 집중이 발생하고 마찰 마모가 많은 에너지를 소비하기 때문입니다. 또한 작업 립 면에서 깨진 암석 단위의 설치 위치도 고려해야 합니다. 앞서 살펴본 바와 같이, 태체 세그먼트 내 입술에 있는 단일 다이아몬드의 비접촉 하중은 외부 립면보다 훨씬 높습니다.
분명히, 내부 근처의 다이아몬드 세트에 더 높은 접촉 하중이 있어 회전당 관통 깊이가 더 커집니다. 이렇게 하면 드릴링하는 동안 부채꼴 블록의 내부 근처에 더 큰 부스러기가 형성됩니다. 구멍 밑이 깨지는 동안 전반부의 접촉 하중보다 Pk 가 증가했습니다. 이는 각 회전 컷 깊이와 세그먼트 내부에 가까운 부스러기 입자가 증가했기 때문입니다 (그림 5-22 (a)). 부채꼴 모양의 전반부의 마모가 고르게 되도록 호형이어야 한다. 이를 위해 다이아몬드 드릴의 전반부의 비정상적인 마모를 제거하기 위해 다양한 절삭 장치 배치 방안을 개발했다.
그림 5-22 섹터 전반부의 마모
(3) 섹터 전반부의 비정상적인 마모를 해결하기위한 조치
그림 5-22 (b) 에서 볼 수 있듯이 섹터 전반부의 비정상적인 마모 문제를 해결하기 위해 절단 단위는 섹터 이등분선을 기준으로 일정 거리만큼 앞으로 이동할 수 있습니다.
이를 위해 다음과 같은 방법으로 섹터 전반부 단면 모양의 합리적인 선택과 단면 균일 마모 문제를 해결했습니다.
(1) 절삭 단위의 암석 파괴 볼륨은 드릴 중심으로부터의 거리에 비례합니다.
(2) 작업 단위의 볼륨 마모는 부서진 암석의 부피에 비례한다.
단면 설계에 사용된 시나리오 (그림 5-23) 에 따라 이러한 조건은 다음과 같이 작성할 수 있습니다.
그림 5-23 은 섹터 전반부 단면을 계산하는 도식입니다.
시추공에 합성 다이아몬드 초경 재료의 응용
안에 ...
시추공에 합성 다이아몬드 초경 재료의 응용
여기서: I 는 팬 표면의 높이 마모입니다. B 는 섹터 블록의 방사형 폭입니다. αi 는 방사형 수직 방향을 따라 팬 블록의 폭입니다.
공식 (5-73) 및 공식 (5-74) 에 따라 다음을 수행합니다.
시추공에 합성 다이아몬드 초경 재료의 응용
이 시점에서 부채꼴의 순간 폭은 반지름 방향에 수직입니다.
시추공에 합성 다이아몬드 초경 재료의 응용
각도 베타가 극좌표를 취하면 부채꼴 블록의 중심선 방정식은 다음과 같이 쓸 수 있습니다.
시추공에 합성 다이아몬드 초경 재료의 응용
여기서 φ는 점을 통과하는 반지름과 점을 통과하는 접선 사이의 각도입니다.
이 시점에서 cos φ t/α I, t 는 팬 너비입니다.
공식 고려 (5-75):
시추공에 합성 다이아몬드 초경 재료의 응용
지금
시추공에 합성 다이아몬드 초경 재료의 응용
변환 (5-79) 을 통해 우리는 다음과 같은 결과를 얻을 수 있습니다.
시추공에 합성 다이아몬드 초경 재료의 응용
(5-80) 을 더 편리한 형태로 다시 작성하십시오.
시추공에 합성 다이아몬드 초경 재료의 응용
또는
시추공에 합성 다이아몬드 초경 재료의 응용
순서 및 분할 변환은 다음과 같습니다.
시추공에 합성 다이아몬드 초경 재료의 응용
적분 방정식 (5-83) 을 위해, 우리는 알려진 방법에 따라 대입한다.
시추공에 합성 다이아몬드 초경 재료의 응용
。 그래서:
시추공에 합성 다이아몬드 초경 재료의 응용
방정식 (5-84) 의 적분은 다음과 같습니다.
시추공에 합성 다이아몬드 초경 재료의 응용
여기서 c 는 조건에 따라 달라지는 상수입니다. 초기 조건에서 β=0 입니다.
시추공에 합성 다이아몬드 초경 재료의 응용
지금 이 순간
시추공에 합성 다이아몬드 초경 재료의 응용
대체 및 일련의 변환, 그리고 마지막으로:
시추공에 합성 다이아몬드 초경 재료의 응용
공식 (5-88) 에 따라 β 각도를 계산하면 다음과 같이 표시됩니다.
Ri = 20mmβ=0;
Ri = 21mm; β=5.7;
Ri = 25mmβ= 14.3;
Ri = 30mmβ=28.7 입니다.
이러한 점을 따라 단면을 형성하면 그림 5-23 과 같이 모양이 초기 모양에 가깝습니다.
따라서 다이아몬드 드릴 조각의 앞부분은 드릴이 균일한 내마 구조를 갖도록 하는 것이 좋습니다.
표 5- 10 에는 러시아에서 가장 널리 사용되는 대량 생산된 다이아몬드 드릴의 태체 모양이 나와 있습니다.