Как связана буримость с выбором инструмента? Решение.

Вот ответы на вопросы, оформленные так, чтобы было удобно переписать в тетрадь: 1. Как связана категория буримости с выбором типа породоразрушающего инструмента (вид коронки, тип резца)? Ответ: Категория буримости породы является одним из ключевых факторов, определяющих выбор типа породоразрушающего инструмента. Буримость характеризует способность породы сопротивляться разрушению при бурении. Чем выше категория буримости, тем сложнее разрушить породу, и тем более прочный и износостойкий инструмент требуется. * Для пород низкой буримости (мягких, легко разрушаемых) применяют: * Коронки с крупными зубьями или резцами из твердых сплавов, которые обеспечивают высокую скорость проходки за счет большого объема разрушаемой породы за один оборот. * Резцы с большим выступом и углом заострения, способные эффективно внедряться в породу. * Для пород средней буримости (средней твердости) используют: * Коронки с более частым расположением зубьев или резцов, обеспечивающие равномерное разрушение породы. * Резцы с оптимальным соотношением прочности и износостойкости. * Для пород высокой буримости (твердых, абразивных) применяют: * Коронки с мелкими, но очень прочными зубьями или резцами, часто с алмазным напылением или изготовленные из поликристаллических алмазов (PDC-коронки). Они обеспечивают медленное, но эффективное разрушение очень твердых пород. * Резцы с высокой твердостью и износостойкостью, способные выдерживать значительные нагрузки и абразивное воздействие. Таким образом, правильный выбор инструмента в соответствии с категорией буримости позволяет достичь максимальной эффективности бурения, снизить износ инструмента и сократить затраты. 2. Каков физический смысл величины "Период релаксации"? Что происходит с напряжением породы в это время? Ответ: Физический смысл величины "Период релаксации" заключается в характеристике времени, необходимого для уменьшения или полного снятия внутренних напряжений в материале (в данном случае, в породе) при постоянной деформации. Это время, за которое напряжение в материале спадает до определенного уровня (например, до \(1/e\) от начального значения) после прекращения внешнего воздействия, вызвавшего деформацию. Что происходит с напряжением породы в это время: Когда порода подвергается деформации (например, при бурении, когда инструмент оказывает давление), в ней возникают внутренние напряжения. Если деформация поддерживается постоянной, эти напряжения не остаются неизменными, а постепенно уменьшаются. Этот процесс называется релаксацией напряжений. В течение периода релаксации: * Напряжение в породе постепенно снижается. Это происходит за счет перестройки внутренней структуры породы на микроуровне. * Энергия, накопленная в породе в виде упругой деформации, рассеивается. Часть этой энергии может переходить в тепло, а часть – в необратимые деформации (пластические деформации). * Порода как бы "приспосабливается" к новой деформированной форме, и внутренние силы, стремящиеся вернуть ее в исходное состояние, ослабевают. В контексте бурения, понимание периода релаксации важно для оптимизации режимов работы инструмента. Например, при ударном бурении, если частота ударов слишком высока, порода может не успевать релаксировать между ударами, что приводит к накоплению напряжений и снижению эффективности разрушения. И наоборот, если частота ударов оптимальна, релаксация способствует более эффективному разрушению породы.