Технологические и технические недостатки применяемых ШД наиболее рельефно проявляются на угольных разрезах, где преобладают сложноструктурные уступы с частым чередованием пород с коэффициентом крепости в диапазоне f=1—12. В таких условиях скоростные качества шарошечного бурения могут проявляться только при соответствующем чередовании долот типов М, МЗ, Т и ТЗ. Однако в пределах мелкой скважины менять долота нецелесообразно из-за больших потерь производительности. Поэтому, как правило, используют долота типа Т, рассчитанные на слои более крепких пород (f= 8-10). В итоге потенциальные возможности шарошечного способа не используются. В связи с этим разработаны более сложные, многодетальные и дорогие комбинированные инструменты режуще-шарошечного, ударно-шарошечного и режуще-ударного типов, которые используются в небольшом количестве и не лишены недостатков, особенно при переходе на большие диаметры скважин.
В работе [13], отмечается, что доля затрат на бурение и буровой инструмент составляют 20-40%, а в отдельных условиях превышают 50%.
В настоящее время цикл существования долота соответствует схеме (рис 1.4)
Рис 1.4 Действующая структура цикла существования шарошечного долота
Эффективность эксплуатации инструмента зависит от двух самостоятельных и независимых предприятий:
- По изготовлению шарошечных долот;
- По эксплуатации бурового инструмента.
Положительно, что цель у обеих организаций одна- желание достичь более высокой стойкости долот при минимальных затратах за цикл его существования.
Предприятия изготовитель занимается разработкой конструкции и изготовляемых долот. Поставленную цель оно достигает путем использования высокопрочных сталей, усложнения конструкции, повышения надёжности инструмента в целом сдерживающим моментом является стоимость. В [14] отмечается, что теоретически можно достигнуть весьма высокого уровня надёжность оборудования.
Однако в этом случае общие затраты могут оказаться настолько большими, что делают его эксплуатацию мало рентабельной. С увеличением назначенного уровня надёжности затраты на проектирование и изготовление возрастает, причем наиболее резкий рост наблюдается с величины надёжности, равной 0,75-0,80.
Стоимостные показатели шарошечных долот в настоящее время являются для многих горных предприятий предельными.
Снижение затрат на производство шарошечных долот возможно с помощью:(при прочих равных условиях)
- удешевление технологического процесса производства долот;
- подбора материалов позволяющих сделать элементы инструмента с одинаковым ресурсом;
- создания и внедрение реновационных технологий при эксплуатации бурового инструмента.
Горным предприятиям в структуре цикла существования бурового инструмента остаются его эксплуатация списание. В период использования шарошки по прямому назначению снижению затрат на буровой инструмент. Удаётся достичь путем рационального выбора режимов бурения и подбора типа шарошечных долот для конкретных горно- технических условий и физико- механических свойств горных пород [15]. В этом направлении возможности снижения затрат на бурение практически исчерпаны.
Процесс смешения бурового инструмента связан с материальными затратами и моральными акцентами. Материальные затраты связаны с необходимыми действиями по списанию с баланса предприятия и выполнению решений по сдаче изделия во «вторчермет». Моральная сторона вопроса заключается в том, что списывается изделие, элементы которого не выработали свой ресурс (конус, корпус, лапы, твёрдый сплав) и по одной цене. Хотя известно, что металлокерамический твердый сплав ВК, используемый для вооружения шарошек, имеет высокую цену, чем долотная сталь.
Кроме того организация “Вторчермет” имеет свои проблемы со списанными шарошками, так как сталелитейные предприятия не берут в переплав долота с неизвлеченным твердым сплавом по причине значительной разницы в температуре плавления стали и сплава ( около 500 0С).
Для предприятий потребителей шарошечных долот снижение затрат на буровые работы может быть достигнуто за счет создания и внедрения реновационных технологий при эксплуатации бурового инструмента.
Опыт эксплуатации шарошек на горных предприятиях, анализ конструктивных решений при их изготовлении , наличие реновационных технологий позволяют предложить структуру цикла существования шарошечного долота (рис 1.5)
Рисунок 1.5
Предлагаемая структура цикла существования шарошечного долота
Следует сказать, что отдельные операции предлагаемой структуры цикла существования шарошечного инструмента на некоторых горных предприятиях имеют место.
1.3 Опыт применения реновационных технологий при эксплуатации шарошечных долот.
В работе [16,17] дается общее понятие и содержание реновационных технологий. Под реновационными технологиями бурового инструмента следует понимать восстановление и ремонт шарошечных долот, то есть продление их ресурса , модернизацию или изменения в конструкции, позволяющие использовать инструмент по новому назначению, а так же экономически и экологически приемлемую утилизацию, включая повторное использование материала.
Согласно [18] под ремонтом подразумевается комплекс операций по восстановлению ресурса оборудования и его составных частей.
Восстановление – это технологические процессы восстановления геометрии, размеров и свойств материала деталей.
Модернизация- придание системе, машине или установке новых эксплуатационных характеристик или выходных параметров, отличающихся от первоначальных, путем замены комплектующих или конструктивных изменений.
Утилизация- технологический процесс по рационализации использования материальных ресурсов.
Принцип беразборности, заложенный в конструкцию шарошечных долот, с учетом значительной разницы в ресурсе отдельных его элементов делают коэффициент технического использования изделия (Кт.и.) ничтожно низким .
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.