RU2548583C1 - Способ испытания алмазной буровой коронки - Google Patents
Способ испытания алмазной буровой коронки Download PDFInfo
- Publication number
- RU2548583C1 RU2548583C1 RU2013142775/28A RU2013142775A RU2548583C1 RU 2548583 C1 RU2548583 C1 RU 2548583C1 RU 2013142775/28 A RU2013142775/28 A RU 2013142775/28A RU 2013142775 A RU2013142775 A RU 2013142775A RU 2548583 C1 RU2548583 C1 RU 2548583C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- diamond
- drilling
- sectors
- cutting
- rock
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области испытания материалов и может использоваться при испытании алмазной кольцевой коронки для колонкового бурения. Сущность: на корпусе коронки формируют одинаковые пары алмазосодержащих режущих секторов, расположенные по окружности корпуса коронки под углом 180° друг к другу, причем высота каждой пары секторов убывает по ходу вращения буровой коронки. Осуществляют бурение плоской поверхности горной породы под постоянной нагрузкой и с постоянной скоростью вращения алмазного инструмента с заранее сформированными режущими алмазосодержащими секторами. Определяют скорость бурения при достижении заданной величины износа по времени изменения спектра колебаний и определяют пригодность матрицы алмазного инструмента. Достижение заданной глубины бурения определяют по времени изменения спектра колебаний, обусловленных контактом меньшей по высоте пары режущих секторов поверхности обрабатываемой породы. Технический результат: получение за короткий промежуток времени достоверной информации о пригодности матрицы алмазной коронки для бурения конкретной горной породы. 2 ил.
Description
Область, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области испытания материалов и может использоваться при испытании алмазной кольцевой коронки для колонкового бурения.
Уровень техники
Известен способ испытания алмазной кольцевой коронки [1], в котором с целью определения скорости бурения камня, оценки глубины проходки на одну коронку и удельного расхода алмазов в зависимости от качества материала матрицы (связки) буровую коронку испытывают непосредственно на производственной установке. Недостатком технического решения является значительная трудоемкость и длительность испытаний, а также значительный расход алмазного сырья и материалов матрицы.
Наиболее близким аналогом изобретения является способ испытания алмазного инструмента, описанный в патенте РФ [2] (RU 2386117, 10.04.2010 г.), суть которого заключается в том, что на режущей кромке алмазной поверхности отрезного круга формируют сегментные срезы различной величины, расположенные по мере возрастания по ходу вращения круга через ровные поверхности режущей кромки. При этом заданные величины распила определяют по времени прекращения колебаний, обусловленных соответствующими сегментными срезами, на основании которого определяют скорость распиловки камня при помощи испытуемого алмазного инструмента с той или иной металлической связкой. Данный способ позволяет оперативно определять с высокой точностью скорость распиловки породы камня алмазным отрезным кругом и получать достоверную информацию о пригодности связки алмазного инструмента для распиловки конкретной породы камня.
Однако известный способ не пригоден для проведения испытаний алмазных кольцевых коронок колонкового бурения, состоящих из корпуса и алмазосодержащей матрицы (связки), разделенных промывочными канавками на режущие сектора. В алмазных отрезных кругах режущие алмазные поверхности (кромки) вращаются вокруг оси, параллельной к плоскости поверхности обрабатываемого камня (направление углубления в камне при распиле параллельно к оси вращения режущих кромок), что позволяет формировать на режущей поверхности отрезного круга сегментные срезы различной величины, необходимые для реализации известного способа испытания, тогда как в алмазных кольцевых коронках режущие поверхности секторов вращаются вокруг оси, перпендикулярной к плоскости поверхности обрабатываемого камня (направление углубления в камне перпендикулярно к оси вращения режущих кромок), что исключает формирование сегментных срезов, необходимых для реализации известного способа.
Раскрытие изобретения
Задачей изобретения является оперативное определение скорости бурения горной породы алмазной буровой коронкой в зависимости от металлической матрицы.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является получение за короткий промежуток времени достоверной информации о пригодности матрицы алмазной коронки для бурения конкретной горной породы.
Существенные признаки, характеризующие изобретение
Ограничительные: определение достижения заданной величины износа по изменению спектра колебаний, обусловленных прекращением контакта на контртеле (алмазном круге).
Отличительные: на корпусе буровой коронки сформированы одинаковые пары режущих алмазосодержащих секторов, расположенные по окружности корпуса коронки под углом 180° друг к другу, причем высота каждой пары секторов убывает по ходу вращения буровой коронки.
Технический результат достигается тем, что в способе испытания буровой коронки, включающем бурение плоской поверхности горной породы под постоянной нагрузкой и с постоянной скоростью вращения алмазного инструмента с заранее сформированными режущими алмазосодержащими секторами, определение скорости бурения при достижении заданной величины износа по времени изменения спектра колебаний и определение пригодности матрицы алмазного инструмента на корпусе буровой коронки, сформированы одинаковые пары режущих алмазосодержащих секторов, расположенные по окружности корпуса коронки под углом 180° друг к другу, причем высота каждой пары секторов убывает по ходу вращения буровой коронки. При этом достижение при испытании заданных величин бурения определяют по времени изменения спектра колебаний, обусловленных контактом меньшей по высоте парой режущих секторов поверхности обрабатываемой породы, на основании которого определяют скорость бурения при помощи алмазной коронки с той или иной металлической матрицей.
Для увеличения эффективности разрушения горной породы при испытании буровых коронок большого диаметра, имеющих большое количество режущих алмазосодержащих секторов, на корпусе таких буровых коронок формируют одинаковые пары режущих алмазосодержащих секторов, расположенные по окружности корпуса коронки под углом 120° и 90° друг к другу в зависимости от количества режущих секторов.
Известно, что частотный анализ (спектр) механических колебаний (вибраций) машин и вращающихся механизмов обеспечивает обнаружение ряда выраженных частотных составляющих периодического характера, непосредственно связанных с основными движениями отдельных узлов и деталей исследуемой машины или механизма. При возникновении даже незначительных микроскопических дефектов в узлах и деталях машин или механизмов спектр колебаний претерпевает изменения: появляются колебания с многими составляющими на разных частотах, обусловленные появлением этих дефектов, что позволяет по изменению спектра колебаний выявить и локализовать отдельные дефекты-источники механических колебаний [3].
Краткое описание чертежей
На фиг. 1(а, б) приведен вид испытуемой алмазной буровой коронки в двух проекциях (а - вид сбоку и б - вид снизу). На фиг. 2 представлена схема испытания алмазной буровой коронки.
Осуществление изобретения
Способ осуществляется следующим образом. На корпусе 1 испытуемой алмазной буровой коронки формируют одинаковые пары режущих секторов 2, 3, 4, расположенные по окружности корпуса 1 коронки под углом 180° друг к другу, причем высота каждой пары секторов 2, 3 и 4 убывает по ходу вращения буровой коронки (фиг. 1 (а, б)). Поверхность и высоту каждой пары режущих секторов точно выравнивают путем обработки на плоскошлифовальном станке. Корпус 1 коронки устанавливают и жестко закрепляют на валу 5 буровой установки, обеспечивающей постоянную осевую нагрузку и постоянную скорость вращения буровой коронки (фиг. 2). Под испытуемой алмазной буровой коронкой закрепляют на державке плоской поверхностью образец породы 6 (фиг. 2), для бурения которой испытывается рецептура металлической матрицы. Бурение породы камня производят с охлаждающей жидкостью. Колебания (вибрации) державки с обрабатываемой породой и их спектр регистрируют соответственно при помощи вибродатчика 7 и спектрометра 8. Алмазную коронку, вращающуюся с постоянной скоростью и контролируемой постоянной осевой нагрузкой Р, плавно приводят в непосредственный контакт с плоской ровной поверхностью породы, при этом с поверхностью обрабатываемой породы вступает в контакт первая пара 2 режущих секторов.
Суть способа заключается в том, что при достижении глубины бурения коронки в породе, равной высоте следующей пары 3 режущих секторов, спектр колебаний вращающейся коронки претерпевает изменения: появляются колебания со многими составляющими на разных частотах, обусловленными контактом режущей поверхности данной пары секторов с обрабатываемой поверхностью породы. Таким образом, по изменению спектра колебаний определяют (фиксируется) достижение той или иной определенной глубины бурения. Отношение глубины бурения к времени достижения этой глубины дает скорость бурения алмазной коронки. При этом измерение глубины бурения в породе или определение износа породы взвешиванием исключаются, а определение скорости бурения алмазной коронкой существенно ускоряется, так как оценку качества инструмента получают непосредственно во время испытания, не прекращая процесс бурения. Затем по изменению спектра колебаний, вызванному режущей парой 4 секторов следующей меньшей высоты, определяют время достижения следующей глубины бурения, через которые определяют следующую скорость бурения и так далее. При этом по резкому снижению скорости бурения определяют момент «засаливания» или прижога матрицы алмазного инструмента, если матрица коронки не пригодна для данной горной породы. Точность определения скорости бурения коронки повышается за счет исключения таких операций, как взвешивание или измерение глубины бурения в горной породе. Время определения скорости бурения существенно сокращается также за счет исключения операций взвешивания, перед чем необходимо промыть и просушить образец породы, или замера глубины бурения, для чего требуется необходимость очистки от частиц шлама и грязи.
Таким образом, предлагаемый способ испытания обеспечивает определение пригодности металлической матрицы алмазной кольцевой коронки для бурения той или иной горной породы оперативно в момент испытания и позволяет определить с высокой точностью скорость бурения породы за короткий промежуток времени.
Использованные источники
[1] - Синтетические алмазы в геологоразведочном бурении // Под редакцией В.Н. Бакуля - Киев, Наукова думка, 1978 г., с. 86-91.
[2] - Патент РФ №2386117 от 10.04.2010 г. «Способ испытания алмазного камнерезного инструмента» // Герасимов А.И., кл. G01N 3/58.
[3] - Измерение и анализ механических колебаний, см. сайт: ftp://homelab.homelinux.com/pub/physics/Bryul3.pdf.
Claims (1)
- Способ испытания алмазной буровой коронки, включающий бурение плоской поверхности горной породы под постоянной нагрузкой и с постоянной скоростью вращения алмазного инструмента с заранее сформированными режущими алмазосодержащими секторами, определение скорости бурения при достижении заданной величины износа по времени изменения спектра колебаний и определение пригодности матрицы алмазного инструмента, отличающийся тем, что на корпусе коронки формируют одинаковые пары алмазосодержащих режущих секторов, расположенные по окружности корпуса коронки под углом 180° друг к другу, причем высота каждой пары секторов убывает по ходу вращения буровой коронки, при этом достижение заданной глубины бурения определяют по времени изменения спектра колебаний, обусловленных контактом меньшей по высоте пары режущих секторов поверхности обрабатываемой породы.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013142775/28A RU2548583C1 (ru) | 2013-09-19 | 2013-09-19 | Способ испытания алмазной буровой коронки |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013142775/28A RU2548583C1 (ru) | 2013-09-19 | 2013-09-19 | Способ испытания алмазной буровой коронки |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013142775A RU2013142775A (ru) | 2015-03-27 |
RU2548583C1 true RU2548583C1 (ru) | 2015-04-20 |
Family
ID=53286510
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013142775/28A RU2548583C1 (ru) | 2013-09-19 | 2013-09-19 | Способ испытания алмазной буровой коронки |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2548583C1 (ru) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107449599A (zh) * | 2017-09-12 | 2017-12-08 | 中国有色桂林矿产地质研究院有限公司 | 一种金刚石钻头钻进性能测试台装置 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1138701A1 (ru) * | 1983-05-23 | 1985-02-07 | Научно-Исследовательский Институт Проблем Машиностроения При Ордена Ленина,Ордена Октябрьской Революции И Ордена Трудового Красного Знамени Высшем Техническом Училище Им.Н.Э.Баумана | Способ определени режущей способности инструмента с многогранной режущей пластиной,размещенного в державке |
SU1307302A1 (ru) * | 1984-02-20 | 1987-04-30 | Предприятие П/Я В-8392 | Способ определени износостойкости алмазных кругов |
GB2335161A (en) * | 1998-03-11 | 1999-09-15 | Scintilla Ag | Tool with wear indicator |
RU2386117C1 (ru) * | 2008-12-02 | 2010-04-10 | Институт проблем нефти и газа Сибирского отделения Российской академии наук | Способ испытания алмазного камнерезного инструмента |
US8185366B2 (en) * | 2003-07-09 | 2012-05-22 | Smith International, Inc. | Methods for modeling, displaying, designing, and optimizing fixed cutter bits |
-
2013
- 2013-09-19 RU RU2013142775/28A patent/RU2548583C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1138701A1 (ru) * | 1983-05-23 | 1985-02-07 | Научно-Исследовательский Институт Проблем Машиностроения При Ордена Ленина,Ордена Октябрьской Революции И Ордена Трудового Красного Знамени Высшем Техническом Училище Им.Н.Э.Баумана | Способ определени режущей способности инструмента с многогранной режущей пластиной,размещенного в державке |
SU1307302A1 (ru) * | 1984-02-20 | 1987-04-30 | Предприятие П/Я В-8392 | Способ определени износостойкости алмазных кругов |
GB2335161A (en) * | 1998-03-11 | 1999-09-15 | Scintilla Ag | Tool with wear indicator |
US8185366B2 (en) * | 2003-07-09 | 2012-05-22 | Smith International, Inc. | Methods for modeling, displaying, designing, and optimizing fixed cutter bits |
RU2386117C1 (ru) * | 2008-12-02 | 2010-04-10 | Институт проблем нефти и газа Сибирского отделения Российской академии наук | Способ испытания алмазного камнерезного инструмента |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013142775A (ru) | 2015-03-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR20160066616A (ko) | Tbm 디스크 커터 분석시스템 및 분석방법 | |
Feng et al. | Tool wear monitoring for micro-end grinding of ceramic materials | |
Aydin et al. | Development of predictive models for the specific energy of circular diamond sawblades in the sawing of granitic rocks | |
CN111209684B (zh) | 一种基于随钻监测技术的岩石强度参数的超前预报方法 | |
US20150075252A1 (en) | Method Of Determining Wear Abrasion Resistance Of Polycrystalline Diamond Compact (PDC) Cutters | |
Barreiro et al. | TCM system in contour milling of very thick-very large steel plates based on vibration and AE signals | |
KR20160124412A (ko) | Tbm 디스크 커터 분석시스템 및 분석방법 | |
CN109443917A (zh) | 一种全断面硬岩掘进机隧道围岩强度原位快速测试方法 | |
RU2548583C1 (ru) | Способ испытания алмазной буровой коронки | |
Okubo et al. | Estimating abrasivity of rock by laboratory and in situ tests | |
KHEMISSI et al. | Application of the empirical mode decomposition method for the prediction of the tool wear in turning operation | |
Matsumura et al. | Cutting process in glass peripheral milling | |
Krauze et al. | Evaluation of the quality of conical picks and the possibility of predicting the costs of their use | |
Mostofi et al. | Drilling response of impregnated diamond bits: an experimental investigation | |
RU2386117C1 (ru) | Способ испытания алмазного камнерезного инструмента | |
Reddy et al. | On-line monitoring of tool wear and surface roughness by acoustic emissions in CNC turning | |
RU2589289C1 (ru) | Способ определения контактной температуры при использовании инструментов из сверхтвердых материалов | |
Yin et al. | Monitoring the parameter effects of surface grinding process using temperature, acoustic emission and force measurement | |
CN112207292B (zh) | 棱边毛刺去除的金刚石刀具刃口优化实现方法 | |
Franca et al. | International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences | |
Mochida et al. | Evaluation of diamond dressers and estimation of grinding performance by dressing force measurement | |
Denkena et al. | Sonic analysis in cut-off grinding of concrete | |
Öpöz et al. | Acoustic emission features of material removal during single grit scratching | |
Gyurika | Optimal opportunities at stone machining processes done by diamond tool | |
RU171180U1 (ru) | Стенд для исследований процессов бурения горных пород |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160920 |