Пристрій для буріння свердловин без подавання охолоджуючої рідини на вибій
The paper deals with a construction of an experimental sample of a device for drilling holes in difficult media, in which a cutting tool is cooled and products of breaking are removed without delivery of a liquid into a bottom hole.
Збережено в:
| Дата: | 2006 |
|---|---|
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України
2006
|
| Назва видання: | Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/134494 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Пристрій для буріння свердловин без подавання охолоджуючої рідини на вибій / Л.М. Вировець, В.А. Лукаш // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения: Сб. науч. тр. — К.: ІНМ ім. В.М. Бакуля НАН України, 2006. — Вип. 9. — С. 118-120. — Бібліогр.: 3 назв. — укр. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-134494 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1344942018-06-14T03:05:50Z Пристрій для буріння свердловин без подавання охолоджуючої рідини на вибій Вировець, Л.М. Лукаш, В.А. Породоразрушающий инструмент из сверхтвердых материалов и технология его применения The paper deals with a construction of an experimental sample of a device for drilling holes in difficult media, in which a cutting tool is cooled and products of breaking are removed without delivery of a liquid into a bottom hole. 2006 Article Пристрій для буріння свердловин без подавання охолоджуючої рідини на вибій / Л.М. Вировець, В.А. Лукаш // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения: Сб. науч. тр. — К.: ІНМ ім. В.М. Бакуля НАН України, 2006. — Вип. 9. — С. 118-120. — Бібліогр.: 3 назв. — укр. 2223-3938 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/134494 622.245.13 uk Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Ukrainian |
| topic |
Породоразрушающий инструмент из сверхтвердых материалов и технология его применения Породоразрушающий инструмент из сверхтвердых материалов и технология его применения |
| spellingShingle |
Породоразрушающий инструмент из сверхтвердых материалов и технология его применения Породоразрушающий инструмент из сверхтвердых материалов и технология его применения Вировець, Л.М. Лукаш, В.А. Пристрій для буріння свердловин без подавання охолоджуючої рідини на вибій Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения |
| description |
The paper deals with a construction of an experimental sample of a device for drilling holes in difficult media, in which a cutting tool is cooled and products of breaking are removed without delivery of a liquid into a bottom hole. |
| format |
Article |
| author |
Вировець, Л.М. Лукаш, В.А. |
| author_facet |
Вировець, Л.М. Лукаш, В.А. |
| author_sort |
Вировець, Л.М. |
| title |
Пристрій для буріння свердловин без подавання охолоджуючої рідини на вибій |
| title_short |
Пристрій для буріння свердловин без подавання охолоджуючої рідини на вибій |
| title_full |
Пристрій для буріння свердловин без подавання охолоджуючої рідини на вибій |
| title_fullStr |
Пристрій для буріння свердловин без подавання охолоджуючої рідини на вибій |
| title_full_unstemmed |
Пристрій для буріння свердловин без подавання охолоджуючої рідини на вибій |
| title_sort |
пристрій для буріння свердловин без подавання охолоджуючої рідини на вибій |
| publisher |
Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України |
| publishDate |
2006 |
| topic_facet |
Породоразрушающий инструмент из сверхтвердых материалов и технология его применения |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/134494 |
| citation_txt |
Пристрій для буріння свердловин без подавання охолоджуючої рідини на вибій / Л.М. Вировець, В.А. Лукаш // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения: Сб. науч. тр. — К.: ІНМ ім. В.М. Бакуля НАН України, 2006. — Вип. 9. — С. 118-120. — Бібліогр.: 3 назв. — укр. |
| series |
Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения |
| work_keys_str_mv |
AT virovecʹlm pristríjdlâburínnâsverdlovinbezpodavannâoholodžuûčoírídininavibíj AT lukašva pristríjdlâburínnâsverdlovinbezpodavannâoholodžuûčoírídininavibíj |
| first_indexed |
2025-07-09T21:33:16Z |
| last_indexed |
2025-07-09T21:33:16Z |
| _version_ |
1837206652459155456 |
| fulltext |
РАЗДЕЛ 1. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ ИЗ СВЕРХТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ
И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ПРИМЕНЕНИЯ
118
УДК 622.245.13
Л. М. Вировець, інж.; В. А.Лукаш, канд. техн. наук
Інститут надтвердих матеріалів ім. В . М. Бакуля НАН України,
м. Київ, Україна
ПРИСТРІЙ ДЛЯ БУРІННЯ СВЕРДЛОВИН БЕЗ ПОДАВАННЯ
ОХОЛОДЖУЮЧОЇ РІДИНИ НА ВИБІЙ
The paper deals with a construction of an experimental sample of a device for drilling holes
in difficult media, in which a cutting tool is cooled and products of breaking are removed without
delivery of a liquid into a bottom hole.
Пройшло майже двадцять років, як над зруйнованим четвертим енергоблоком Чорно-
бильської АЕС була збудована масивна захисна залізобетонна конструкція, а на екологічній
мапі України з’явилася нова позначка – об’єкт «Укриття», який і до цієї пори викликає не-
змінну зацікавленість і тривогу не тільки населення України, а і всієї світової громадськості.
З самого початку його створення перед усім ученим світом постало завдання – перетворити
об’єкт «Укриття» в екологічно безпечну систему.
Основна стратегічна ціль цього перетворення була викладена у Постанові Кабінету
Міністрів України № 1561 від 28 грудня 1996 р. і досягатись вона повинна «шляхом вилу-
чення залишків ядерного палива, їх ізоляції та захоронення у відповідності до діючих націо-
нальних та міжнародних стандартів». Важливими причинами, що затримують і уповільню-
ють вирішення цього глобально значущого завдання є ускладнений доступ у приміщення, де
розташовані паливовмісні матеріали (ПВМ) та складність виконання робіт по їх безпечному
вилученню. Як відомо, в об’єкті «Укриття» [1] сконцентровано близько 40 тис. м3 високоак-
тивних відходів у вигляді ПВМ і більше 300 т середньо–активних та низько–активних відхо-
дів у вигляді післяаварійних бетонних та металевих конструкцій, твердих і рідких відходів.
Однак, на цей час відсутня точна інформація про їх розміщення і обсяги. Одним із найбільш
дієвих засобів здобуття цієї інформації є буріння свердловин в її зонах і приміщеннях. Але
застосування традиційної техніки буріння з промивкою призведе до збільшення радіаційного
забруднення, поширення його на нові території і підвищення радіаційної небезпеки для об-
слуговуючого персоналу. Використання ж технології буріння з продувкою веде до значного
зниження ефективності буріння. Тому завдання створення інструменту для буріння свердло-
вин відносно невеликої глибини і діаметру, що дозволяв би ефективно працювати без подачі
води на вибій і в той же час забезпечував видалення продуктів руйнування породи, є дуже
актуальним.
В Інституті надтвердих матеріалів для досліджень, що проводилися з метою створен-
ня породоруйнівного інструменту з обмеженим відведенням тепла із зони різання, застосо-
вувався лабораторний пристрій [2] у вигляді порожнистого циліндра з ріжучим елементом
(різцем), виготовленим із твердого сплаву чи алмазного бруска. Дослідження велися при рі-
занні міцного пісковику, встановленого на столі токарно–карусельного верстату моделі
1М552. Одним кінцем різець контактував з породою, а протилежний його кінець, що виходив
в порожнину циліндра, омивався водопровідною водою. В зазначеному пристрої вода, що
подається для охолодження й та, що уже відібрала тепло в ріжучого елементу, не розділені
окремо і мають можливість змішуватися в спільній порожнині, внаслідок чого ефективність
відведення тепла дещо знижується.
Проведені експерименти показали принципову можливість застосування схеми охо-
лодження інструменту шляхом відведення тепла від ріжучих елементів при омиванні у них
водою кінців, протилежних тим, що контактують з породою. З врахуванням результатів ла-
бораторних досліджень в ІНМ НАН України розроблено дослідний зразок пристрою для бу-
Выпуск 9. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ И МЕТАЛООБРАБАТЫВАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ – ТЕХНИКА
И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ
119
ріння неглибоких свердловин без подавання води чи бурового розчину на вибій [3] (рису-
нок).
Пристрій для буріння свердловин містить концентрично встановлені зовнішню 1 і
внутрішню 2 труби із закріпленими на одному з торців труб породоруйнівними елементами
3, виконаними у вигляді алмаз-
них сегментів; на другому – хво-
стовика 4, призначеного для
з’єднання з приводом обертання
і вертикального переміщення
пристрою, а також муфти 5 і 6
для подачі і відведення охоло-
джувальної рідини. Між зовніш-
ньою і внутрішньою трубами 1 і
2 з зазором «a» відносно ріжу-
чих елементів 3 розміщено пару
поздовжніх перегородок 7, си-
метрично встановлених і зміще-
них в коловому напрямку відно-
сно одна одної. Таким чином,
між ними утворюються камери
подачі «б» і відводу «в» охоло-
джуючої рідини, сполучені від-
повідно з муфтами для подачі і
відведення останньої. Перегоро-
дки закріплені так, що переті-
кання рідини із камери в камеру
неможливе, і напрям руху ріди-
ни змінюється на протилежний
тільки в місці розташування по-
родоруйнівних елементів, над
їхніми задніми торцями.
Породоруйнівні елементи
3 припаяні до корпусу бурової
коронки 8, яка з допомогою
різьби жорстко з’єднана із зга-
даними трубами 1 і 2. В хвосто-
вику 4 виконаний поздовжній
канал 9, що з одного боку вихо-
дить до порожнини внутрішньої
труби 2, а з протилежного боку
через муфту 10 з’єднаний з
пристроєм відсмоктування пові-
тря (на рисунку не показаний).
Для підвищення жорсткості бурового снаряда між трубами встановлені технологічні
прокладки 11, які з допомогою зварювання закріплені на зовнішній стороні внутрішньої тру-
би.
Пристрій працює таким чином. З початком буріння пристрій з’єднують з водопровід-
ною мережею і вмикають пилевідсос. Вода, яка подається з водопровідної мережі по шлан-
гу, потрапляє через муфту 5 в міжтрубну порожнину «б», під тиском рухається вниз до ріжу-
чих елементів 3, омиває частину їх, проходить під поздовжніми перегородками 7, омиває
Пристрій для буріння без подачі рідини на вибій.
РАЗДЕЛ 1. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ ИЗ СВЕРХТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ
И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ПРИМЕНЕНИЯ
120
решту ріжучих елементів 3 і, відібравши у них певну частину тепла, по міжтрубній порож-
нині «в» піднімається вгору, де через муфту 6 виходить назовні.
Завдяки виконанню камер подачі і відведення рідини ізольованими одна від одної ос-
тання не може просто перемішатися в верхній частині пристрою і відразу вийти назовні че-
рез муфту 6, а рухається до ріжучих елементів, тим самим підвищуючи ефективність охоло-
дження інструменту.
Поліпшенню охолодження ріжучих елементів може сприяти також оснащення пропо-
нованого пристрою кількома парами поздовжніх перегородок за рахунок створення камер
подачі і відведення рідини до окремих груп чи кожного з ріжучих елементів.
В пристрої, що розглядається, охолодження ріжучих елементів 3 здійснюється не
тільки рідиною, а й повітрям, відсмоктування якого ведеться із центральної порожнини вну-
трішньої труби 2 за допомогою компресора чи пилососа через наскрізний канал 9 і муфту 10.
При цьому в центральній порожнині внутрішньої труби 2 створюється декомпресія і в неї
затягується повітря із навколишнього середовища. Повітря при бурінні входить в зазор між
стінкою свердловини і зовнішньою поверхнею труби 1, рухається вниз до ріжучих елементів
3, омиває і додатково охолоджує їх, проходить через пази між останніми в центральний ка-
нал, піднімається вгору і через муфту 10 виходить назовні. На своєму шляху повітря захоп-
лює частки зруйнованої породи і виносить їх в пиловловлювач.
Таким чином, в описаному пристрої реалізовано два контури охолодження породо-
руйнівного інструменту – внутрішній з допомогою рідини і зовнішній повітряний, поєднаний
з процесом евакуації штиба. Застосування такого комбінованого механізму охолодження
породоруйнівного інструменту дозволить ефективно вести буріння свердловин в міцних по-
родах чи складних середовищах без подавання рідини на вибій, що є дуже актуальним для
умов об’єкту «Укриття». Реальна потреба в використанні бурового інструменту без застосу-
вання промивки існує також в будівельній галузі при будівництві і ремонті житла, а також в
гірничій промисловості при видобуванні корисних копалин, які легко розчиняються в воді.
Література
1. Баръяхтар В. Г., Иванов А. И., Ключников А. А., Краснов В. А. Об основных аспек-
тах стратегии создания робототехнических комплексов для преобразования объекта
«Укрытие» // Проблеми Чорнобиля. – Чорнобиль, 1997. – Вип. 1. – С. 7–10.
2. Свєшніков І. А., Майстренко А. Л., Вировець Л. М., Заболотний С. Д. Експеримен-
тальна модель сектора бурової коронки // Породоразрушающий и металлообрабаты-
вающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения: Тез.
докл. V Междунар. конф. 21–27 сент. 2002 г., Крым, пос. Морское. – Киев, 2002. –
С. 120–121.
3. Пат. 7735 U Україна, МПК7 Е21В10/02 25/00. Пристрій для буріння свердловин / Л.
М. Вировець, І. А. Свєшніков І. А. Л. Майстренко, С. Д. Заболотний. – Заявл.
29.09.04, опубл. 15.07.05, бюл. № 7.
Надійшла 25.05.2006 р.
|