Студопедия — Гірських порід
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Гірських порід






Абразивність гірської породи, як і будь-який інший показник механічних властивостей, відображає її прояв у конкретних умовах роботи. Зміна цих умов може стати причиною такої суттєвої зміни процесу зношування, що отримані в інших умовах показники не будуть ні якісно, ні кількісно характеризувати цей процес.

Усі фактори, які впливають на процес абразивного зношування, можна умовно розділити натри групи: природні, технічні і технологічні.

Головними природними факторами є мікротвердість породоутворюючих мінералів; різниця між мікротвердістю різних складових мінералів; твердість породи; розміри і форма кристалітів чи уламків, з яких складається порода; шорсткість поверхні породи, фізико-хімічні властивості пластового флюїду та ін.

Абразивність породи із збільшенням мікротвердості складових мінералів в цілому зростає. Однак, якщо внутрішня структура породи така, що на її поверхні немає виступів (шорсткість поверхні незначна), її абразивність буде невеликою.

Різниця мікротвердості мінералів, з яких складається порода, істотно впливає на абразивні властивості останньої. Якщо різниця мікротвердості велика, то порода, як правило, є сильно абразивною. Але при цьому суттєвим є абсолютне значення мікротвердості найтвердіших і найм’якіших мінералів. Коли найбільша мікротвердість менша за твердість металу, то виступи на поверхні породи будуть зминатися, і дряпання чи мікрорізання не буде; коли ж найменша мікротвердість не забезпечує утримання твердіших частинок в масиві, кристаліти будуть вириватися з породи і перекочуватися між породою та інструментом, виконуючи функцію своєрідного підшипника.

На взаємозв’язок твердості породи за штампом і абразивністю є різні погляди. За дослідженнями А.І. Співака порода з меншою твердістю має більшу абразивність. Л.І. Барон прийшов до висновку, що чіткої залежності між твердістю і абразивністю немає. За дослідженнями А.І Волобуєва (ІФНТУНГ) найбільш абразивними є породи середньої твердості, однак розкид експериментальних даних для таких порід найбільших. Для твердих порід отримано стабільніші показники абразивності, а у м’яких породах отримано менші показники абразивності, хоча розкид даних є суттєвим.

Розміри і форма мінеральних зерен також визначають абразивність породи. Із збільшенням розмірів мінеральних частин зменшується кількість контактів породи з металом, відповідно зростають контактні тиски і при достатній мікротвердості мінералів може початися процес мікрорізання – абразивність буде більшою. Якщо порода складається із загострених уламків чи кристалітів, абразивність породи також більша.

Фізико-хімічні властивості пластового флюїду можуть суттєво впливати на абразивне зношування, але цей вплив може бути різним залежно від того, які процеси –охолодження, змащування, корозійний вплив, оновлення ріжучих виступів – є основним. Наприклад, якщо пластовий флюїд – нафта, вона діє як мастильний матеріал, і абразивність зменшиться. Якщо ж пластовий флюїд має високу мінералізацію, то абразивність збільшиться за рахунок корозійно-дисперсних процесів.

До технічних факторів, що впливають на абразивність порід, належить насамперед твердість матеріалу, з якого виготовлений буровий інструмент, його пружні властивості (зокрема, модуль Юнга), форма деталі.

Якщо мікротвердість металу більша за мікротвердість мінералів, то абразивне зношування буде незначним.

Чим жорсткіший матеріал, що контактує з породою, тим імовірніше збільшення абразивного зношування, зрозуміло, при інших рівних умовах. Це пояснюється тим, що в жорсткішому тілі виникають більші контактні тиски. І, навпаки, в податливішому матеріалі динамічні навантаження зменшуються, що зменшує його зношування.

Що до форми деталей бурового інструменту – загострені тіла зношуються інтенсивніше, аніж тіла заокругленої, притупленої форми. Саме тому в шарошкових долотах, призначених для буріння в абразивних породах, використовується озброєння сферичної чи заокругленої форми, хоча з точки енергетики руйнування породи сфера є не найкращим індентором.

З технологічних факторів, що впливають на абразивне зношування, слід назвати контактний тиск, швидкість ковзання(кочення), фізико-хімічні властивості промивальної рідини, схему взаємодії елементів долота з породою.

При збільшенні контактних тисків абразивне зношення також зростає. Збільшується воно і з ростом швидкості ковзання (кочення), хоча коефіцієнт тертя може зменшитися внаслідок виникнення пластичних деформацій і зміни температурного режиму.

В зв’язку з цим виникає цікаве практичне питання, на якому режимі краще руйнувати породу: при значному навантаженні і малій швидкості обертання породоруйнівного інструменту (так званий „силовий режим ”), чи навпаки – зменшити навантаження на долото і збільшити швидкість його обертання („швидкісний режим ”)? В твердих абразивних породах доцільно використовувати „силовий режим ”, а м’яких мало абразивних породах – „швидкісний режим ”. Для руйнування м’якої породи достатньо незначних контактних тисків, а збільшення швидкості обертання долота забезпечить більшу частоту взаємодії елементів долота з породою і, відповідно, зростання механічної швидкості буріння. У твердих породах контактні тиски, які забезпечать об’ємний режим руйнування, є великими. Через технічні і технологічні обмеження при цьому не вдається забезпечити великі швидкості ковзання чи кочення.

Щодо впливу фізико-хімічних властивостей бурового розчину, в якому відбувається взаємодія інструменту з породою, то вона аналогічна дії природних пластових флюїдів, про що говорилося раніше. Абразивне зношування можна суттєво зменшити, якщо в циркуляційний агент додати спеціальні мастильні домішки. Слід лише додати, що в буровому розчині можуть знаходитися хімічні реагенти, які попереджують ускладнення, але чинять на інструмент корозійну і дисперсійну дію.

Як впливає на абразивне зношування схема взаємодії породоруйнуючих елементів з породою розглянемо на прикладі роботи двох типів доліт: ріжучої і дроблячої дії.

У доліт ріжучої дії породоруйнуючі елементи постійно контактують з породою, проходячи за один оберт значний шлях (робота сил тертя пропорційна шляху), тому в абразивних породах зношення такого інструменту буде великим.

При роботі доліт дроблячої дії руйнування породи відбувається за рахунок втискування, взаємне переміщення елементів озброєння долота і породи є мінімальним, тому зношування буде меншим.

 







Дата добавления: 2015-09-06; просмотров: 357. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Аальтернативная стоимость. Кривая производственных возможностей В экономике Буридании есть 100 ед. труда с производительностью 4 м ткани или 2 кг мяса...

Вычисление основной дактилоскопической формулы Вычислением основной дактоформулы обычно занимается следователь. Для этого все десять пальцев разбиваются на пять пар...

Расчетные и графические задания Равновесный объем - это объем, определяемый равенством спроса и предложения...

Кардиналистский и ординалистский подходы Кардиналистский (количественный подход) к анализу полезности основан на представлении о возможности измерения различных благ в условных единицах полезности...

Устройство рабочих органов мясорубки Независимо от марки мясорубки и её технических характеристик, все они имеют принципиально одинаковые устройства...

Ведение учета результатов боевой подготовки в роте и во взводе Содержание журнала учета боевой подготовки во взводе. Учет результатов боевой подготовки - есть отражение количественных и качественных показателей выполнения планов подготовки соединений...

Сравнительно-исторический метод в языкознании сравнительно-исторический метод в языкознании является одним из основных и представляет собой совокупность приёмов...

Ваготомия. Дренирующие операции Ваготомия – денервация зон желудка, секретирующих соляную кислоту, путем пересечения блуждающих нервов или их ветвей...

Билиодигестивные анастомозы Показания для наложения билиодигестивных анастомозов: 1. нарушения проходимости терминального отдела холедоха при доброкачественной патологии (стенозы и стриктуры холедоха) 2. опухоли большого дуоденального сосочка...

Сосудистый шов (ручной Карреля, механический шов). Операции при ранениях крупных сосудов 1912 г., Каррель – впервые предложил методику сосудистого шва. Сосудистый шов применяется для восстановления магистрального кровотока при лечении...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.014 сек.) русская версия | украинская версия