Буровой инструмент на мерзлых грунтах

раскрывается важность и актуальность буровых работ в районе вечномерзлых грунтов. Рассмотрены проблемы, возникающие при проведении буровых работ в районе Арктики. Существующие буровые инструменты недостаточно эффективно работают и требуют высоких энергозатрат при осуществлении процесса бурения, что приводит к созданию новой конструкции бурового инструмента. Рассмотрена новая конструкция винтового бурового инструмента и принцип её взаимодействия рабочей поверхности с мерзлым грунтом. Целью теоретических исследований являлся анализ процесса взаимодействия второго участка разрушающей части винтовой лопасти бурового инструмента с мерзлым грунтом. Осуществляются выведения зависимостей общего крутящего момента при работе второго участка разрушающей части от исследуемых параметров винтовой лопасти. Проводится результаты исследования взаимодействия винтовой лопасти разрушающей части винтового бура с мерзлым грунтом. Производится построение зависимости величины крутящего момента от исследуемых геометрических параметров винтовой лопасти бура. Определяются диапазоны рациональных значений исследуемых геометрических параметров винтовой лопасти второго участка разрушающей части винтового бура. Делаются выводы об эффективности использования винтового бура на мерзлых грунтах перед существующими буровыми инструментами за счет реализуемого характера разрушения грунта отрывом и дальнейшим сдвигом породы и об перспективности использования его на мерзлых грунтах.

Ключевые слова: винтовой рабочий орган, буровой инструмент, мерзлый грунт, скол грунта.
Как процитировать:

Мартюченко И., Зенин М., Иванов С., Колесников А. Буровой инструмент на мерзлых грунтах // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2022. — № 10-1. — С. 59—65. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_101_0_59.

Благодарности:
Номер: 10
Год: 2022
Номера страниц: 59-65
ISBN: 0236-1493
UDK: 622
DOI: 10.25018/0236_1493_2022_101_0_59
Дата поступления: 20.03.2022
Дата получения рецензии: 27.06.2022
Дата вынесения редколлегией решения о публикации: 10.09.2022
Информация об авторах:

Мартюченок Игорь Гаврилович1 — доктор технических наук, профессор, e-mail: rosdortex_sstu@rambler.ru, ORCID ID: 0000-0001-7067-6530;
Зенин Максим Иванович1 —ассистент, e-mail: zenin-1995@mail.ru, ORCID ID: 0000-0001-5296-6841;
Иванов Сергей Викторович1 — кандидат технических наук, доцент, e-mail: serezha_ivanov_vik@mail.ru, ORCID ID: 0000-0003-2805-5866;
Колесников Алексей Юрьевич1 — канд, техн. наук, доцент, e-mail: kolesnikovaleksei@yandex.ru, ORCID ID: 0000-0003-0298-4907;
1 Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю. А.

 

Контактное лицо:

Зенин М. И., e-mail: zenin-1995@mail.ru.

Список литературы:

1. Cherkasov, V. I. (2014). Areas of application and problems of drilling shallow wells. Exploration and protection of subsurface resources, 2, 24−27.

2. Zhou, G et al. (2015). Laboratory investigation on tensile strength characteristics of warm frozen soils Cold Regions Science and Technology, 113, 81−90.

3. Timofeev, N. G. (2015). The concept of developing innovative rock-destroying tools for drilling wells in the cryolithozone conditions Eurasian Union of Scientists, 4, 151−154.

4. Zhdaneev, O V et al. (2020). Exploratory drilling on the Arctic and Far Eastern shelf of Russia The Arctic: Ecology and Economics, 3(39), 42.

5. Litvinenko, V. S., Dvoynikov, M. V. (2020). Methodology for determining the parameters of drilling mode for directional straight sections of well using screw downhole motors. Journal of Mining Institute, 241, 105−112. DOI: 10.31897/pmi.2020.1.105.

6. Zhukovskiy Y, Tsvetkov P, Buldysko A, Malkova Y, Stoianova A, Koshenkova A. (2021) Scenario Modeling of Sustainable Development of Energy Supply in the Arctic. Resources, 10(12):124. DOI: 10.3390/resources10120124.

7. Tcvetkov, P., Cherepovitsyn, A., & Fedoseev, S. (2019). The Changing Role of CO2 in the Transition to a Circular Economy: Review of Carbon Sequestration Projects. Sustainability, 11(20), 5834. DOI: 10.3390/su11205834.

8. Dmitrieva, D., Romasheva, N. (2020). Sustainable development of oil and gas potential of the arctic and its shelf zone: The role of innovations. Journal of Marine Science and Engineering, 8, 1−18. DOI: 10.3390/jmse8121003.

9. Zhabin A. B., Polyakov A. V., Averin E. A., Linnik Yu. N., Linnik V. Yu. Integrated effect of size on ultimate compressive strength of rock samples. MIAB. Mining Inf. Anal. Bull. 2022;(8):5–13. [In Russ]. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_8_0_5.

10. Varlamov, A. I. Afanasenkov, A. P. (2017). Resource potential and prospects for the development of the Arctic zone of the Russian Federation. State Audit. Law. Economics, 1, 79−87.

11. Zhang, Y. et al. (2019). Study on failure and subsidence law of frozen soil layer in coal mine influenced by physical conditions. Geomechanics and Engineering ,18.1, 97−109.

12. Wu, J. et al. (2020). Experimental investigation of dynamic compression mechanical properties of frozen fine sandstone. Advances in Civil Engineering. DOI: 10.1155/2020/8824914

13. Yang, P. et al (2019). Physical and mechanical properties of frozen saline soil: research status and prospect. Journal of Forestry Engineering, 4(6), 11−19.

14. Ma, D. et al. (2019). Static-dynamic coupling mechanical properties and constitutive model of artificial frozen silty clay under triaxial compression. Cold Regions Science and Technology, 167, 102858.

15. Yang, Z. et al. (2020). Thaw settlement and mechanical properties of admixturestabilized frozen soil Journal of Cold Regions Engineering, 34(2), 04020005.

16. Lai, Y. et al. (2013). Present situation and prospect of mechanical research on frozen soils in China. Cold Regions Science and Technology, 87, 6−18.

17. Yingming, F. (2013) Modification and separation of oil sand with ultrasonic wave and analysis of its products. International Journal of Mining Science and Technology, 23(4), 531−535.

18. Ratov, B. T. (2019). A new blade bit and its tests in laboratory conditions. Porodorozashchivayuschyj and metalworking tools-technique and technology of its manufacture and application, 22, 62−71.

19. Bugaev, V G et al (2018). Experimental determination of loads and establishment of ratios of forces on cutters when drilling frozen soils of different strengths. Construction and Road Machines, 6, 53−59.

20. Krasnoshtanov, S.Yu. and Perfiliev, V. A. (2018). Factors influencing the efficiency of drilling operations in the Far North. Innovative scientific research: theory, methodology, practice, 71−75.

21. Zenin, M. et al. (2021). February. Prospects for development of a drilling tool for producing minerals in frozen soils. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 678(1), 012022.

Наши партнеры

Подписка на рассылку

Раз в месяц Вы будете получать информацию о новом номере журнала, новых книгах издательства, а также о конференциях, форумах и других профессиональных мероприятиях.