Эксплуатационная надежность бурильных установок

03.02.2017

Основная задача изучения закономерностей процесса бурения состоит в отыскании пригодных для практического применения функциональных связей между силовыми и кинематическими его параметрами, эффективность использования подводимой к буровому инструменту энергии определяется сопротивляемостью горной породы разрушению, геометрическими и прочностными параметрами инструмента, а также степенью целесообразности сочетания механических воздействий (частоты вращения, удельной подачи), определяющих производительность процесса.
Составление уравнения и его решение представляют огромные трудности, состоящие прежде всего в необходимости определения большого количества физико-механических констант горных пород, представляющих собой весьма неоднородные, поликристаллические, анизотропные, чаще всего пористые тела. Для изучения их напряженного состояния, предшествующего разрушению, применение теорий упругости и пластичности практически невозможно. Так, при использовании теории упругости уже для вполне однородного, сплошного, но анизотропного тела связь между напряжениями и деформациями в любой его точке выражается следующими зависимостями:
Как видим, входят 36 упругих постоянных материала Сц, определяемых экспериментально. Даже в предположении обратимости процесса деформации независимых упругих констант остается 21.
При строгом аналитическом описании горных пород, как весьма сложных тел, вряд ли можно ограничиться даже этими 36 константами, так как после появления трещин распределение напряжений существенно изменится. В отработанных задачах теории упругости рассматриваются изотропные тела, характеризующиеся двумя упругими постоянными: модулем упругости Е, модулем сдвига G и связывающим их коэффициентом Пуассона v.