Зенин Максим Иванович – канд. техн. наук, проф., доц. кафедры «Транспортное строительство»
г. Саратов
Maksim I. Zenin – Cand. Of Sci., Professor, Associate Professor of the Transport Construction Department
Saratov
Иванов Сергей Викторович – канд. техн. наук, проф., доц. кафедры «Транспортное строительство»
г. Саратов
Sergei V. Ivanov – Cand. Of Sci., Professor, Associate Professor of the Transport Construction Department
Saratov
Введение. Процесс образования скважин в мерзлых грунтах является одним из сложных процессов производства земляных работ. Буровой инструмент новой геометрической формы образует скважину хрупким разрушением породы. Целью проведенных экспериментальных исследований являлось определить влияние на энергоемкость процесса бурения и на коэффициент диаметра скважины угла поворота радиуса винтовой лопасти, при котором происходит его приращение на разрушающей части и угла наклона образующей верхней поверхности винтовой лопасти к оси вращения.
Материалы и методы. В статье описана методика проведения лабораторных экспериментов изучения процесса взаимодействия бурового инструмента новой геометрической формы с мерзлыми грунтами. Определены диапазоны значений исследуемых факторов. Построена матрица полного факторного эксперимента.
Результаты. В результате лабораторных экспериментов было определено влияние геометрических параметров бурового инструмента на энергоемкость процесса бурения и на коэффициент диаметра скважины. Установлены зависимости крутящего момента и коэффициент диаметра скважины от угла поворота радиуса винтовой лопасти, при котором происходит его приращение на разрушающей части угла наклона образующей верхней поверхности винтовой лопасти к оси вращения и угла подъема средней винтовой линии винтовой лопасти.
Заключение. Установлено, что буровой инструмент осуществляет образование скважины за счет ее хрупкого разрушения, что позволяет достигать более эффективного бурения. А также определены зависимости рациональных значений исследуемых геометрических параметров бурового инструмента новой геометрической формы.
Introduction. The process of formation of wells in frozen soils is one of the complex processes of excavation. A drilling tool of a new geometric shape forms a well by brittle destruction of the rock. The purpose of the conducted experimental studies was to determine the effect on the energy intensity of the drilling process and on the well diameter coefficient of the angle of rotation of the radius of the screw blade, at which its increment occurs on the destructive part and the angle of inclination of the forming upper surface of the screw blade to the axis of rotation.
Materials and methods. The article describes a methodology for conducting laboratory experiments to study the interaction of a drilling tool of a new geometric shape with frozen soils. The ranges of values of the studied factors are determined. The matrix of the complete factorial experiment is constructed.
Results. As a result of laboratory experiments, the influence of the geometric parameters of the drilling tool on the energy intensity of the drilling process and on the well diameter coefficient was determined. The dependencies of the torque and the well diameter coefficient on the angle of rotation of the radius of the helical blade, at which its increment occurs on the destructive part, the angle of inclination of the forming upper surface of the helical blade to the axis of rotation and the angle of elevation of the middle helical line of the helical blade are established.
Discussions and conclusion. It is established that the drilling tool carries out the formation of a well due to the brittle destruction of the well, which makes it possible to achieve more efficient drilling. And also the dependences of the rational values of the investigated geometric parameters of the drilling tool of a new geometric shape are determined.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.