CC BY
27
ГИАБ. Горный информационно-аналитический бюллетень / MIAB. Mining Informational and Analytical Bulletin, 2020;(4):127-136 ОРИГИНАЛЬНАЯ СТАТЬЯ / ORIGINAL PAPER
УДК 622.24.05 DOI: 10.25018/0236-1493-2020-4-0-127-136
АНАЛИТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИКИ РАЗРУШЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД РЕЗЦАМИ PDC C УЧЕТОМ ДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ РЕЗАНИЯ-СКАЛЫВАНИЯ ГОРНОЙ ПОРОДЫ И СОПРОТИВЛЕНИЯ СРЕДЫ
В.В. Нескоромных1, А.В. Чихоткин2
1 Сибирский федеральный университет, Институт горного дела, геологии и геотехнологий, Красноярск, Россия 2 Китайский геологический университет, г. Ухань, Китай, e-mail: [email protected]
Аннотация: Рассмотрена механика разрушения горных пород резцами PDC c учетом динамических процессов резания-скалывания горной породы и сопротивления среды. Под средой понимается буровой раствор, насыщенный шламом, а также слой уже разрушенной, но еще не удаленной из зоны разрушения породы. В этом случае плотность среды может достигать высокого значения, и с учетом линейной скорости перемещения резцов по забою, а также того, что размеры резцов могут быть достаточно велики (10 — 25 мм), влияние среды может быть существенно. Возникает необходимость учитывать как влияние динамических процессов резания-скалывания, так и влияние среды при выполнении расчетов, в том числе при компьютерном моделировании при проектировании параметров буровых инструментов с целью создания долот и буровых головок высоких эксплуатационных качеств.
Ключевые слова: бурение, PDC, буровое долото, разрушение горных пород.
Для цитирования: Нескоромных В.В., Чихоткин А.В. Аналитическое исследование механики разрушения горных пород резцами PDC c учетом динамических процессов резания-скалывания горной породы и сопротивления среды // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2020. - № 4. - С. 127-136. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-40-127-136.
Analysis of rock destruction mechanics by PDC cutters with regard to dynamic cutting-shearing processes and resistance
V.V. Neskoromnykh1, A.V. Chikhotkin2
1 Siberian Federal University, Institute of Mining, Geology and Geotechnologies, Krasnoyarsk, Russia 2 China University of Geoscience, Wuhan, China, e-mail: [email protected]
Abstract: The article analyzes mechanics of rock destruction by PDC cutters with regard to the dynamic processes of cutting-shearing of rocks and resistance of the medium. The medium is understood as the drill fluid with bit cuttings and the layer of fractured unremoved rock. The density of such medium can be high, and, in view of the linear velocity of the cutters and their size (10-25 mm), the influence of such medium can be considerable. It is necessary to take into
© В.В. Нескоромных, А.В. Чихоткин. 2020.
account both the cutting-shearing dynamics and the influence of the medium when calculating, including computer modeling, and designing drilling bits of high functional quality.
Key words: drilling, PDC, drilling bit, rock fracture.
For citation: Neskoromnykh V. V., Chikhotkin A. V. Analysis of rock destruction mechanics by PDC cutters with regard to dynamic cutting-shearing processes and resistance. MIAB. Mining Inf. Anal. Bull. 2020;(4):127-136. [In Russ]. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-4-0-127-136.
Современное развитие добывающих отраслей промышленности требует усовершенствования технологии бурения скважин, увеличения механической скорости проходки, проходки на долото, снижения вибрационного режима в процессе бурения в условиях высокой изменчивости физико-механических свойств горных пород [1 — 8]. Особенно высоки требования к эксплуатационным параметрам долот при проходке глубоких и протяженных стволов скважин сложного профиля, предназначенных для добычи углеводородного сырья. В таких условиях выбор конструкции долота, схемы резцов и параметры режима бурения имеют большое значение для технико-экономических показателей процесса бурения горных пород.
Резцы PDC (polycrystalline diamond cutters) широко используются при бурении горных пород в широком диапазоне разброса параметров горных пород и обладают высокой износостойкостью и работоспособностью [1 — 3, 7 — 13].
Важнейшим параметром работы долота режуще-скалывающего действия является линейная скорость перемещения резца по забою. Ранее рядом авторов рассмотрено влияние на процесс резания-скалывания горной породы линейной скорости резца и других параметров [1 — 6].
Наиболее известны исследования К.И. Борисова, который провел ряд экспериментов и показал зависимость сопротивления резанию-скалыванию и глубины образуемой борозды разрушения от линейной скорости перемещения
резца по забою [9, 10]. Учитывая, что линейные скорости перемещения резцов, расположенных на периферии торца по забою при использовании долот большого диаметра, могут достигать высоких значений (до 4—6 м/с), а также существенное влияние скоростей на сопротивление горной породы разрушению, исследования динамических составляющих механики разрушения горных пород представляются важными [11].
Актуальность представленного исследования определяется также тем, что ранее достаточно ограниченно рассматривалось влияние геометрии вооружения бурового инструмента долот с резцами типа PDC и сопротивление среды, тем более с учетом того, что буровой раствор в призабойной зоне всегда перенасыщен шламом, а значит, его плотность может быть более высокой.
Целью исследования является повышение стойкости долот с резцами PDC, определяющей их ресурс и производительность за счет применения усовершенствованной теории при проектировании долот с учетом динамических особенностей механизма разрушения горных пород и сопротивления среды.
Развитие долотного производства ставит перед исследователями ряд задач, решение которых приводит к более эффективной и экономичной работе долот PDC, что следует из результатов деятельности таких компаний, как Smits bits, Varel, Backer Hughes, БУРCЕРВИС, Волгабурмаш и др. [12, 13]. Данные компании активно используют аналитику и результаты аналитических ис-
следовании при проектировании новых моделей долот с использованием методик компьютерного моделирования, основанных на методах конечных элементов, таких как IDEAS, i-Drill, Yield Point, SPOT™ и др. [12, 13]. Указанные программы постоянно развиваются и совершенствуются, поскольку в них вводятся новые базовые данные и результаты аналитических исследований, учитывающих сложную механику работы современных долот [7, 12].
Из выполненных ранее исследований работы поликристаллического алмазного резца PDC видно, что в них не учтено влияние динамических процессов, а также влияние среды на процесс работы вооружения буровых долот.
На рис. 1 дана общая схема работы резца PDC, из которой следуют основные аналитические выводы о значениях действующих сил, таких как усилие резания-скалывания горной породы Гр, осевая нагрузка на резец P, сила трения Гт, результирующая сила R, реакции горной породы Rb и F , а также основные размеры и, в том числе, глубина борозды разрушения h.
Процесс разрушения горной породы сопровождается деформированием породы в ядре сжатия и вокруг ядра.
Поэтому при выводе аналитики необходимо учитывать затраты энергии и сил разрушения на процессы деформирования — смещение слоев, частиц горной породы относительно друг друга, которые способны вызывать очень значительные потери энергии разрушения. Это можно сделать через коэффициент внутреннего трения в деформируемых при разрушении слоях горной породы [11, 12].
Для уточнения влияния среды на процесс работы резца рассмотрим рис. 2.
Из схемы следует, что на плоскость резца, установленного с отрицательным передним углом — уп, заглубленного в породу на глубину Л и движущегося со скоростью V, воздействует сопротивление среды — бурового раствора над забоем Я и не полностью разрушенной горной породы Яп.
Исходя из условия, что при установившемся режиме резания-скалывания породы резцом РОС усилие Я будет направлено под прямым углом к плоскости резца [6, 7], равнодействующее усилие Я сил резания-скалывания Г , и осевого усилия Рос определим из соотношения
F Р - F
R = ■
eos уn sm уп
(1)
Рис. 1. Схема процесса-резания скалывания породы резцом PDC: вид на резец спереди (а); вид на резец сбоку (б); форма и размеры площадок смятия и скалывания породы резцом PDC цилиндрической формы (в)
Fig. 1. Scheme of process cutting of a to chop of rock PDC cutter: a — a view of a cutter in front; b — a view of a cutter sideways; v—a form and the sizes of platforms a to crush and a to chop of rock a cutter of PDC of a cylindrical form
Рис. 2. Схема для анализа процесса резания-скалывания горной породы резцом PDC: 1 - ядро сжатия горной породы
Fig. 2. The scheme for the analysis of process of cutting of a to chop of rock PDC cutter: 1 - rock compression kernel
Из данной формулы следует, что усилие резания-скалывания породы можно определить из соотношения
= ^ ■ (2)
р tgin
где Рос — осевая нагрузка на резец, Н; Fn — усилие, которое направлено вверх из-за влияния сопротивления среды вследствие скоростного напора, воздействующей на переднюю поверхность резца, Н; уп — передний гол установки резца, град.
В развернутом виде усилие резания-скалывания породы F с учетом реакции среды и затрат усилия на преодоление внутреннего трения будет равно:
Fp = Sck я*(1 + m) +
+f (Poc - Fn ) + (Rp + R )
где S — площадь площадки скалыва-
ск 2
ния породы на передней грани резца, м2; аск — предел прочности породы на скалывание, Па; ф — угол внутреннего трения в деформируемом объеме породы на передней грани резца, град; f — коэффициент внешнего трения на контакте поверхности резца с горной породой; R , R — сопротивление среды (буровой раствор, насыщенный шламом, и разру-
(3)
шенная горная порода), через которую движется резец бурового инструмента со скоростью vр.
Как следует из формулы (3), усилие Г направленно на процесс деформирования породы, на возникающее при этом внутреннее трение между частицами породы, на внешнее трение и сопротивление среды (сопротивление перемещению резца с учетом отрицательного угла наклона его), которое создает появление усилия Гп, направленного вверх и компенсирует часть осевой нагрузки Р на резец.
Таким образом, рост сопротивления среды при бурении будет требовать более значительного осевого усилия на резец для сохранения глубины резания-скалывания горной породы.
Размер площадки скалывания породы 5ск рассчитываем, как площадь половины эллипса с полуосями 0,5р и АВ в соответствии со схемой на рис. 1 [12]:
Бск = 0,5прАВ = 0,5п^ёй й , (4)
, ^ уск „
где 6 — диаметр резца, м; п — глубина внедрения резца в породу, м; уск — угол скалывания породы на передней грани резца, град.
После подстановки полученной формулы в формулу (3) определим усилие резание-скалывания породы резцом с учетом возможности установки резца (см. рис. 2) с поворотом в направлении резания-скалывания породы ф (фронтальный угол резания):
n<Jckh\[dh
Fp =—-cos Фр (1 + tgq) +
sin yn (5)
+f (Poc - Fn) + (Rp + R„),
Усилия R и Rn определим исходя из фундаментальных зависимостей Бер-нулли и уравнения Навье-Стокса. Для нашего случая эти выражения будут выглядеть следующим образом:
R = 0,5voCS.;
Р ' Р' p c 1'
R = 0,5<p CS ,
c ' pr c c c '
(8)
где рс — весовая плотность среды с учетом плотности бурового раствора, насыщенного шламом из зоны разрушения и разрушаемой горной породы, Н/м3;
(б)
Яп = 0,5v2pppCpS2, (7)
где 51 и 52 — площади частей торца резца, взаимодействующие с буровым раствором (выше линии заглубления резца) и разрушаемой горной породой (ниже линии заглубления резца), соответственно, м2; Сс — коэффициент сопротивления со стороны резца, определяемый формой плоскости резца (ориентировочно для плоского 1, для круглого выпуклого 0,5, для вогнутого по дуге окружности 1,5); р , рп — весовая плотность бурового раствора, насыщенного шламом и разрушаемой горной породы, Н/м3.
Для упрощения формулы (5) и дальнейших выводов из нее, а также инженерных расчетов, целесообразно реакции Я и Яп сопротивлений представить как единую силу, определяющую сопротивление среды со стороны передней грани резца Яс = Я + Яп. С этой целью в расчетах можно использовать следующую зависимость:
Рис. 3. Схема к процессу работы резца PDC Fig. 3. The scheme to process of work of a cutter of PDC
S — площадь резца или его проекции на линию резания, если угол резания ф не равен нулю, а составляет угол более 0° (обычно не более 5 — 10°).
Весовая плотность среды рс определяется как средняя величина таких значений, как плотность бурового раствора, насыщенного шламом — 11 — 12 кН/м3 и плотности разрушаемой горной породы — 20 — 25 кН/м3. Таким образом, плотность среды рс может составлять величину 14 — 18 кН/м3.
Усилие Fn в формуле (5) найдем как проекцию на вертикальную линию усилия Rc c учетом того, что усилие Rc проецируется сначала на плоскость резца, установленную под углом — (~уп), а затем уже на вертикальную линию (рис. 3).
В этом случае усилие Fп будет равно
Fn = 0,5vlPcCA sinYn cosYn (9)
Проведя математические преобразования известных формул, например, представив площадь резца S = 0,25nd2, (5) получаем следующее выражение:
n<jckh4dh F = —cCk-cos ф„ (1 + tgy) +
sin уп
+f ( - 0Д25^рсndC sin у„ cos y„ ) + + (0Д25^рсndC cos у„)
Для упрощения восприятия полученную формулу представим несколько иначе:
cos фр (1 + гдц>) +
где
г.п у „ , (10)
+I(Рс - АгтУ„) + А
а = 0,125^рст12сс соб уп.
Какова величина компенсационной силы Гп, вызванной сопротивлением среды?
Для долота, оснащенного резцами PDC диаметром 15 мм при плотности среды рс = 15 кН/м3, линейной скорости 2 м/с и переднем угле установки резца уп 20°, Гп, воздействующая на один резец будет равна 1,7 Н, при V = 3 м/с -3,8 Н, при vр = 5 м/с - 10,5 Нр
Если плотность среды принять равной 20 кН/м3, то значения усилия Гп, воздействующая на один резец возрастут до 2,3; 5,1 и 14 Н соответственно при линейной скорости 2 м/с.
Таким образом, для долота, оснащенного 40 резцами, в первом случае (рс = 15 кН/м3) компенсационная сила Гпс будет равна 68 Н, 152 Н и 420 Н при линейной скорости 2 м/с.
Если плотность среды будет равна 20 кН/м3 при такой же линейной скорости (2 м/с), то усилия воздействия на инструмент в направлении компенсации осевого усилия будут равны 92, 204 и 560 Н соответственно.
Расчеты показывают, что наиболее существенное влияние на рост усилия Гп оказывает линейная скорость перемещения резца по забою.
Наиболее существенное влияние на рост усилия Гп оказывает линейная скорость перемещения резца по забою. Например, если линейная скорость составит 3 м/с, то при плотности среды 15 кН/м3 усилие Гп будет равно 153, 342 и 945 Н. При плотности среды 2 кН/м3 компенсационная сила существенно возрастет до 207, 459 и 1260 Н соответственно.
При линейной скорости V, равной 5 м/с, сила Гп будет равна 4225, 950 и 262. Н при плотности среды 15 кН/м3.
Отсюда следует вывод, что величина компенсационного усилия велика и способна оказывать влияние на глубину резания-скалывания породы, особенно при высоком значении линейной скорости V , плотности среды и значительного числа резцов на торце долота, имеющих высокое значение отрицательного переднего угла.
Используя ранее полученное выражение (2) для расчета Г можно определить глубину резания-скалывания породы П из равенства полученных формул (2) и (10).
Глубина резания-скалывания будет равна:
[(Рос - А.аПУ„)(1 + №„„ + А1дуп ] .пу„
па,
^фД!+гдф) |
(11)
где
А = 0д25^рсяс2сс соб уп
Из полученной формулы (11) следует ряд важных выводов о влиянии на глубину резания-скалывания породы резцом РОС таких параметров, как:
• передний угол резца уп;
• угол поворота резца относительно направления резания-скалывания породы фр;
• скорости резания-скалывания породы, определяемой как линейная скорость резца на забое скважины .
Как следует из формулы (11), повышение переднего отрицательного угла уп приводит к снижению глубины резания-скалывания породы за счет компенсации части осевого усилия реакцией среды (разрушаемой горной породы и бурового раствора, насыщенного образующимся шламом). Повышение угла поворота резца ф приводит к увеличению глубины резания-скалывания п,
h
так как снижается сопротивление резанию-скалыванию породы из-за уменьшения ширины борозды разрушения. Увеличение диаметра резца ё снижает глубину резания-скалывания породы Л.
Важным и новым в формуле (11) является рассмотрение влияния линейной скорости резания-скалывания на глубину борозды разрушения.
Полученная зависимость (11) может использоваться при проектировании буровых долот с резцами РОС, для которых важным условием равномерного изнашивания резцов является равномерность резания-скалывания всеми резцами, расположенными в разных точках торцевой поверхности долота [11]. Например, поскольку известно, что скорость перемещения резца при резании-скалывании породы существенно влияет на глубину его внедрения, можно с учетом полученной аналитической зависимости (11) определить рациональную схему установки резцов на торце долота.
Линейная скорость резания-скалывания в зависимости от радиуса г траектории резца (рис. 4), размещенного на торце долота, и частоты вращения долота ш определяется выражением:
vp = 2люг . (12)
На рис. 4 показаны схемы распределения скоростей резания-скалывания резцами долота и установки резцов на торце долота.
Из приведенных зависимости и схем следует, что если линейная скорость в центральной точке торца долота равна нулю, то, например, для долота диаметром 190,5 мм (0,1905 м) при частоте вращения долота 300 мин-1 (5 с-1) линейная скорость резца, размещенного на внешнем радиусе торца долота, будет равна 3 м/с. Если диаметр долота 250,8 мм (0,2508 м), то при том же значении частоты вращения линейная скорость будет равна около 4 м/с.
Рис. 4. Схема установки резцов на торце долота с учетом скоростей резания-скалывания Fig. 4. The scheme of installation of cutters at a chisel end face taking into account speeds
В результате такого распределения скоростей резания-скалывания резцы долота, размещенные ближе к наружному диаметру, будут иметь меньшее заглубление в породу, что следует из формулы (11), чем резцы, размещенные ближе к центру торца долота, так как испытывают повышенное сопротивление резанию-скалыванию породы, которое, как известно, растет с увеличением линейной скорости перемещения резца. Таким образом, можно отметить на первый взгляд парадоксальный факт: резцы долота, размещенные на различных линиях резания-скалывания, осуществляя разрушение одной и той же горной породы, испытывают различное сопротивление резанию-скалыванию.
Для решения задачи выравнивания условий и глубины резания-скалывания породы, когда все резцы на торце долота будут работать в условиях равного сопротивления резанию-скалыванию, при их расстановке на торце долота целесообразно использовать общие технические предложения, которые следуют из формулы (11):
• диаметр резцов может уменьшаться (при равной величине выпуска рез-
цов) в направлении от центра торца к его периферии;
• возможно активное варьирование величиной переднего угла для выравнивания глубиной равновесного резания-скалывания горной породы;
• угол поворота резца ср может изменяться в пределах 0 — 10° и увеличиваться в направлении от центра к периферии торца.
При этом важны следующие рекомендации при выборе схемы установки резцов.
Передний отрицательный угол уп может снижаться только до нулевого значения и не переходить в область положительных значений, так как это негативно скажется на стойкости резцов, особенно при бурении твердых, трещиноватых горных пород, горных пород с включением более твердых обломков, конгломератов и брекчий вследствие повышения динамического характера разрушения породы, поскольку величина ударного импульса, воспринимаемого резцом, пропорциональна косинусу переднего угла установки резца (созуп), а значит, по мере повышения переднего угла вероятность скола резца при ударе о борт трещины или твердое включение в породе снижается.
При проектировании долота следует учитывать такие важные обстоятельства, как тип горной породы и планируемый режим частоты вращения, для которого проектируется долото. В качестве параметра, характеризующего буримость горных пород, следует определить сопротивление горной породы на резание-скалывание при различных значениях скорости приложения разрушающего усилия или усилия резания-скалывания породы [9 — 11].
Подтверждением связи линейной скорости резания-скалывания породы с глубиной формируемой борозды разрушения могут быть результаты опытно-
го бурения различными типами бурового инструмента [12].
Например, результаты бурения долотом РОС песчаника показали следующую модель, полученную обработкой данных по методике полного факторного эксперимента:
Ьо6 = 0,82 + 0,63Р - 0,072со - 0,05Рю (13) где Р — осевая нагрузка на долото; со — частота вращения долота.
Из формулы следует (13) следует, что рост частоты вращения со снижает углубление за один оборот инструмента на забое скважины.
Выводы
• Получена зависимость (11) расчета глубины резания-скалывания горной породы /? резцами типа РОС, в которой через составляющую определено влияние линейной скорости перемещения резца и плотности, преодолеваемой инструментом среды , а именно сопротивления со стороны бурового раствора, насыщенного шламом, и разрушенной горной породы, находящейся перед резцом.
• Расчеты показывают, что сопротивление среды может быть значительным и приводит к уменьшению глубины борозды разрушения горной породы.
• Поскольку резцы, расположенные на торце долота, имеют различную линейную скорость в зависимости от места их расположения относительно центра торца, при проектировании вооружения бурового инструмента важно учитывать сопротивление для каждой группы резцов, что обеспечит более равномерное нагружение и напряжения в материале резцов, а значит и более высокий ресурс.
• Полученная аналитическая база может использоваться при проектировании долот с целью получения более совершенных конструкций бурового инструмента.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Башкатов Д. Н. Обоснование угла установки резцов в долотах лопастного типа // Инженер-нефтяник. - 2010. - № 3. - С. 21-24.
2. Третьяк А. Я., Попов В. В., Гроссу А. Н., Борисов К. А. Инновационные подходы к конструированию высокоэффективного породоразрушающего инструмента // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2017. - № 8. - С. 225-230. DOI: 10.25018/0236-1493-2017-8-0-225-230.
3. Huang H., Lecampion B., Detournay E. Discrete element modeling of tool-rock interaction I: rock cutting // International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics. 2013. Vol. 37, No 13, Pp. 1913-1929.
4. Dong G., Chen P. 3D numerical simulation and experiment validation of dynamic damage characteristics of anisotropic shale for percussive-rotary drilling with a full-scale PDC bit // Energies. 2018. Vol. 11, No 6, Pp. 1326.
5. Brook B. Principles of diamond tool technology for sawing rock // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2002. Vol. 39, No 1, Pp. 41-58.
6. Saksala T. 3D numerical modelling of bit rock fracture mechanisms in percussive drilling with a multiple-button bit // International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics, 2013. Vol. 37, Pp. 308-324.
7. Бессон А., Берр Б., Диллард Б. и др. Новый взгляд на режущие элементы буровых долот // Нефтегазовое обозрение. - 2002 Весна. - С. 4-31.
8. Богданов Р. К., Закора А. П., Исонкин А. М. и др. Сверхтвердые материалы в геологоразведочном инструменте. - Екатеринбург: Изд-во УГГГА, 2003. - 138 с.
9. Борисов К. И. Научный метод оценки эффективности процессов динамического разрушения горных пород при бурении скважин современными инструментами режуще-скалывающего действия: Дис. ... докт. техн. наук. - Томск: Изд-во ТПУ, 2012. -197 с.
10. Борисов К. И. Современные методы оценки сопротивления горных пород резанию-скалыванию при бурении долотами PDC. - Томск: Изд-во ТПУ, 2013. - 166 с.
11. Нескоромных В. В., Борисов К. И. Аналитическое исследование процесса резания-скалывания горной породы долотом с резцами PDC //Известия Томского политехнического университета. - 2013. - Т. 323. - № 1. - С. 191-195.
12. Нескоромных В. В. Разрушение горных пород при бурении скважин. - М.: Инфра-М; Красноярск: СФУ, 2015. - 336 с.
13. Соловьев Н. В., Чихоткин В. Ф., Богданов Р. К., Закора А. П. Ресурсосберегающая технология алмазного бурения в сложных геологических условиях. - М.: ВНИИОЭНГ, 1997. - 329 с. НИН
REFERENCES
1. Bashkatov D. N. Justification of setting angles of cutters on blade drill bits. Inzhener-neftyanik. 2010, no 3, pp. 21-24. [In Russ].
2. Tretyak A. Ya., Popov V. V., Grossu A. N., Borisov K. A. Innovative approaches to designing highly efficient rock-breaking tool. Gornyy informatsionno-analiticheskiy byulleten'. 2017, no 8, pp. 225-230. [In Russ]. DOI: 10.25018/0236-1493-2017-8-0-225-230.
3. Huang H., Lecampion B., Detournay E. Discrete element modeling of tool-rock interaction I: rock cutting. International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics. 2013. Vol. 37, No 13, Pp. 1913-1929.
4. Dong G., Chen P. 3D numerical simulation and experiment validation of dynamic damage characteristics of anisotropic shale for percussive-rotary drilling with a full-scale PDC bit. Energies. 2018. Vol. 11, No 6, Pp. 1326.
5. Brook B. Principles of diamond tool technology for sawing rock. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2002. Vol. 39, No 1, Pp. 41-58.
6. Saksala T. 3D numerical modelling of bit rock fracture mechanisms in percussive drilling with a multiple-button bit. International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics, 2013. Vol. 37, Pp. 308 — 324.
7. Besson A., Berr B., Dillard B. A new view of the cutting elements of drill bits. Neftegazovoe obozrenie. 2002 Spring, pp. 4 — 31. [In Russ].
8. Bogdanov R. K., Zakora A. P., Isonkin A. M. Sverkhtverdye materialy v geologorazve-dochnom instrumente [Superhard materials in geological exploration tools], Ekaterinburg, Izd-vo UGGGA, 2003, 138 p.
9. Borisov K. I. Nauchnyy metod otsenki effektivnosti protsessov dinamicheskogo razrushe-niya gornykh porod pri burenii skvazhin sovremennymi instrumentami rezhushche-skaly-vayushchego deystviya [Scientific method of performance evaluation of dynamic rock fracture in borehole drilling with modern cutting-shearing tools], Doctor's thesis. Tomsk, Izd-vo TPU,
2012, 197 p.
10. Borisov K. I. Sovremennye metody otsenki soprotivleniya gornykh porod rezaniyu-skalyvaniyu pri burenii dolotami PDC [Modern methods to evaluate rock resistance to cutting and shearing in drilling with PDC cutters], Tomsk, Izd-vo TPU, 2013, 166 p.
11. Neskoromnykh V. V., Borisov K. I. Investigative research of the cutting and shearing process in rocks by drilling bit with PDC cutters. Izvestiya Tomskogo politekhnicheskogo universiteta.
2013. Vol. 323, no 1, pp. 191 — 195. [In Russ].
12. Neskoromnykh V. V. Razrushenie gornykh porod pri burenii skvazhin [Rock fracture in drilling], Moscow, Infra-M; Krasnoyarsk, SFU, 2015, 336 p.
13. Solov'ev N. V., Chikhotkin V. F., Bogdanov R. K., Zakora A. P. Resursosberegayushchaya tekhnologiya almaznogo bureniya v slozhnykh geologicheskikh usloviyakh [Resource-saving technology of diamond drilling in difficult ground conditions], Moscow, VNIIOENG, 1997, 329 p.
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ
Нескоромных Вячеслав Васильевич — д-р техн. наук, профессор, зав. кафедрой, e-mail: [email protected], Сибирский федеральный университет, Институт горного дела, геологии и геотехнологий, Чихоткин Алексей Викторович — аспирант, Китайский геологический университет, г. Ухань, Китай, e-mail: [email protected].
Для контактов: Чихоткин А.В., e-mail: [email protected].
INFORMATION ABOUT THE AUTHORS
V.V. Neskoromnykh, Dr. Sci. (Eng.), Professor, Head of Chair,
Siberian Federal University, Institute of Mining,
Geology and Geotechnologies,
660025, Krasnoyarsk, Russia, e-mail: [email protected],
A.V. Chikhotkin, Graduate Student, e-mail: [email protected],
China University of Geoscience, Wuhan, China.
Corresponding author: A.V. Chikhotkin, e-mail: [email protected].
Получена редакцией 06.12.2019; получена после рецензии 14.02.2020; принята к печати 20.03.2020.
Received by the editors 06.12.2019; received after the review 14.02.2020; accepted for printing 20.03.2020.
&_
