ТЕОРИЯ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА МАШИН УДАРНОГО БУРЕНИЯ
Разрушение породы при ударном бурении происходит в результате преобразования кинетической энергии инструмента при его соударении с породой в работу деформации и разрушения породного массива (рис. 2.2.3).
Лезвие заостренного под углом а бурового инструмента внедряется в породу на глубину h. В массиве создается сложное напряженное состояние: под действием сжимающих напряжений под инструментом образуется уплотненное ядро из раздробленной породы, а под действием сдвигающих напряжений происходит скол частиц породы под углом θ > α.
Внедрение инструмента прекращается, как только силы сопротивления становятся равными максимальной величине действующей силы (амплитуде ударного импульса):
Установлено [1,3, 13, 17], что величина и форма начального импульса зависят от конструкции ударного узла буровой машины и скорости соударения. При соударении ударника одинакового с инструментом поперечного сечения в последнем формируется импульс прямоугольной формы, который создает минимальные напряжения в инструменте. В зависимости от свойств породы при прочих равных начальных условиях нагружения часть ударного импульса будет отражаться от породы, не производя полезной работы. С возрастанием энергии удара величина отраженного импульса уменьшается и, соответственно, повышается коэффициент передачи удара.
Следовательно, можно изменять в широком пределе величину передаваемой на забой энергии, что определяет задачу нахождения наиболее целесообразной формы ударного импульса в конкретных условиях разрушения и коэффициента использования энергии при заданном характере нагружения.