ПОГРУЖЕНИЕ ИНСТРУМЕНТА ПРИ ЗАБИВНОМ БУРЕНИИ ДЛЯ СЛУЧАЯ АБСОЛЮТНОГО УПРУГОГО И НЕ ВПОЛНЕ УПРУГОГО УДАРА
Характерная особенность процесса забивания инструмента в грунт при упругом и не вполне упругом ударе — наличие отскока активной массы снаряда. Эта особенность столь существенна, что полностью меняет характер зависимости величины погружения за удар от соотношения масс «ц и т2. При абсолютно неупругом ударе увеличение нц всегда приводит к увеличению /гтах, тогда как при упругом ударе максимальная величина погружения за удар достигается только при вполне определенном соотношении т t и т2.
Модель процесса остается практически такой же, как и в случае, описанном в предыдущем разделе. Отличие состоит в допущении, что «активная» масса после соударения отскакивает от «пассивной» и в дальнейшем до полной остановки инструмента никакого влияния на eFO движение не оказывает.
|
(10.24) |
Дифференциальное уравнение движения инструмента в этом случае можно записать таким образом:
|
|
т2 т2
Решение уравнения имеет вид
|
|
|
,’таа:’м |
|
О |
Рис. 10.2. Зависимость величины углубления п породоразрушающего ин- струмента““за удар от массы /и,: Номер кривой… I V 2 2′ 3 3′
I, м…………………………… 0,1 0,1 0,3 0,3 0,5 0,5
п…………………………………. 0 300 0 300 0 300
|
**"*■ ‘*•—,1 |
||
|
!и W |
||
|
/;// W ^ // У |
3,? |
|
100 |
|
200: |
|
Тогда |
|
T) r|* и при г] = 0 hm^=tn2vl/{2F-P2). Для рассматриваемого случая t>iwii(l +к) |
|
m2v2 (F—P2)m2 |
|
mi +m2 + cDLi |
|
h — |
|
v2 = |
|
(10.26) (10.27) (10.28) |
После подстановки (10.28) в (10.26) можно установить, что выражение (10.26) по аргументу т2 имеет экстремум. Вычислим значение функции (10.26) для условий, близких к реальным. Примем Pi=4,5m c_1; т! = 100кг, к=0,5; г) составляет 0 и 30 Н е м-1; / составляет 0,1; 0,3 и 0,6 м; с = 1200 Н с2 м"4; Тл = 4,2 ■ 104 Н; у=7 — ю4 Н ■m_z: F6= 1,575 • 104 Н. Зависимость /г„„, = / 1»ы приведена на рис. 10,2. Она показывает следующее: 1) величины погружения породоразрушающего инструмента за удар близки к наблюдаемым на практике; 2) функция имеет максимум при значении т2, близком к значению т2; 3) оптимальная величина т2 смещается в сторону больших значений только при возрастании сопротивлений грунта (в том числе за счет увеличения Г). Следовательно, если задана ударная (активная) масса, массу «пассивной» части следует подбирать примерно равной массе «активной».
Помимо классической, существуют и другие теории удара, например, волновая. Последнюю целесообразно использовать при наличии длинномерных соударяемых тел, что нередко встречается в бурении (например, при забивке обсадных труб). В некоторых случаях волновая теория дает удовлетворительные результаты и при соударении короткомерных тел.