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维普资讯 轴推力对凿岩机性能的影响 通过模拟钻进过程，理论上对两种不同 件。这种双向的波曲运行过程——钎头端的 O 的凿岩机系统的性能作了研究。两种被研究 反盎}种凿岩机一端的反射，将持续到下一次 的凿岩机系统分别是理想化了的凿岩 机 系 击的产生。两个相邻的冲击之闻对岩石作 统和一种较复杂的样机系统。效率，最大应 功的入射波的次数将取决于岩石 的凿 入 阻 力 (最大拉伸应力)和最小应力 (最大压缩 力，其次数一般软岩较硬岩为多。 ‘ 应力)在模拟中确定。钻具的弯曲稳定性也 没有推力时，钎头端的反射将使凿岩机 用恒定推力的函数来估计。文中模拟了两种 产生 “反弹 ，这样凿岩机的霞心趋于离开 推力情况，分别对应于恒定推力和依时同为 岩石，因此必须在轴向施加向岩石方向的推 谐函数的推力。正如所期望的一样，结果表 力，保证岩石和钎头接触。 明；推力的变化在频率低时，凿岩机系统的 一 般的冲击钻进 中保证钎头和岩石接触 性能几乎矛u恒定推力时一样。在 实 际凿岩 所 需 的推 力 已 由Simon、 Hustrulid和 中，施加的推力一般在均质岩石中几乎是恒 Fairhurst确定。在他们的工作中，计 算 了 定的。因此本研究的剩下部分假定拄力姑恒 下一次冲击产生的第一入射溅到达之前，重 定的。根据恒定的推力得到的结果可以归结 新建立钎头和岩石的接烛所需的摧力。他们 如下：所选的推力应当兼顾一列相互谁j约的 的计算以动量平衡为基础 条件的要求， (i)高效 率} (ii)钻 进 系 计算机的引入和对一维应力波传播复杂 统中的应力水平低； (iii)钻进系统的弯曲 过程的模拟为理解冲击钻进过程提供了很有 稳定性} (iv)钎头磨损小。 效 的工其。摸 挝一般冲击钻进 (50~60Hz) 和高频冲击 ( 100Hz)的计算程序 由Nor— 刖 茜 d!und给出。这个程序用于研究高频冲击 钻 进性能以及推力对性能的影响。其中假定恒 在冲击凿岩中，冲锤撞击钎尾，在锤和 定的力施加于一定截面酌评尾上，对三种不 钎逗中产生弹性波，然后朝钎头与岩石界面 同的冲击额率翻=种不同的耸岩#L系统确定 处传播并在 处反射。反射过程 中在钎头与 了推力对最大、埭小应力、效率、钎头岩石 岩石接 -处的岩石被破碎，然后反射波向杆 接触时间以及破碎刚间的影响。发现了对锕 之受冲端传播。当这个波到达锤 和 杆 的 界 制的凿岩机系统面言，其材料阻尼对性麓的 面，或在锤杆界 }处置射，或在锤的另一端 影 响可 以忽略不计。 反 ， 决于按 j袋{牛巍波形 。经反射后这 一 般灼 t击凿岩中的问题也 由许多研究 原剩波汝 杆珥：：崭石转播。这个二次入射 者进行过研究 [·～Bj。在许多研究中，假定不 波 岂将在钎头处反 ，茁反射波形苎王及反射