автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.06, диссертация на тему:Выбор и обоснование конструктивных параметров и режимов работы гидросъемника гидроструйной бурильной машины

005056290

На правах рукописи

ЛЕОНТЬЕВ Николай Сергеевич

ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ И РЕЖИМОВ РАБОТЫ ГИДРОСЪЕМНИКА ГИДРОСТРУЙНОЙ БУРИЛЬНОЙ МАШИНЫ

Специальность 05.05.06 - «Горные машины»

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Р ДЕН 2012

Тула 2012

005056290

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Тульский государственный университет» (ТулГУ) на кафедре геотехнологий и строительства подземных сооружений.

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

ПУШКАРЕВ Александр Евгеньевич.

Официальные оппоненты:

ПОДКОЛЗИН Анатолий Алексеевич, доктор технических наук, профессор, Новомосковский институт (филиал) ФГБОУ ВПО Российского химико-технологического университета им. Д.И.Менделеева / кафедра «Инженерная и компьютерная графика», заведующий кафедрой,

ДЕМИН Константин Вячеславович, кандидат технических наук, ОАО «Тулаоблгаз» / производственно-технический отдел, заместитель начальника отдела.

Ведущая организация: Шахтинский филиал Южно-Российского государственного технического университета (НПИ), г. Шахты.

Защита диссертации состоится « 26 » декабря 2012 г. в 10 час 00 мин на заседании диссертационного совета Д 212.271.04 при Тульском государственном университете по адресу: 300012, г. Тула, просп. Ленина, 90, 6-й уч. корпус, ауд. 220.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тульского государственного университета.

Автореферат разослан «<?/ » 2012 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Копылов Андрей Борисович

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Повышение объёмов строительства и освоения подземного пространства осуществляется в настоящее время за счет интенсификации труда и внедрения современной техники и технологии. В этой связи поиск новых высокоэффективных способов разрушения горных пород, в частности при бурении, является весьма важным направлением. Так, одним из наиболее перспективных и, с учетом известных достоинств, весьма привлекательным является способ бурения, основанный на использовании энергии высоконапорных жидкостных струй. В настоящее время нашли своё применение гидроструйное и гидромеханическое бурение, а также гидроструйная цементация неустойчивых горных пород. Однако расширение области применения такой техники затруднено необходимостью решения вопроса эффективной подачи рабочей жидкости под высоким давлением во вращающуюся буровую колонну. Одним из путей решения этой проблемы является оснащение бурильных машин гидросъемниками (вертлюгами), в которых подача высоконапорной рабочей жидкости осуществляется во вращающийся вал привода буровой колонны через корпус с уплотнительными элементами различной конструкции. К главным недостаткам такой схемы относится значительный нагрев уплотнительных узлов во время работы, что приводит к их износу и выходу из строя. При этом отсутствуют научно обоснованные методы оценки тепловых процессов функционирования гидросъемников, при которых обеспечивается их эффективная работа. Кроме того, отсутствуют методы определения конструктивных параметров гидросъемников и их рабочих характеристик, обеспечивающих заданные рациональные режимы работы бурильной машины в целом, что и определяет актуальность работы.

Работа выполнялась в соответствии с тематическим планом НИР и ОКР ТулГУ и Научно-образовательного центра по проблемам рационального природопользования при комплексном освоении минерально-сырьевых ресурсов, НИОКР Тульского регионального отделения Межрегиональной общественной организации «Академия горных наук» по заказу ООО «Каргилл», а также при поддержке аналитической ведомственной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы» (2009-2010 гг.)» (per. номер 2.2.1.1/3942) и федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009-2013 гг.» (гос. контракт №П1120).

Целью работы являлось установление новых и уточнение существующих закономерностей изменения режимов работы гидросъемника гидроструйной бурильной машины в зависимости от его конструктивного исполнения и реализуемых гидравлических параметров бурения, обеспечивающих эффективную передачу высоконапорной рабочей жидкости в буровую колонну.

Идея работы заключалась в том, что эффективная работа гидросъемников гидроструйной бурильной машины обеспечивается их конструктивными

параметрами и режимами работы, определяемыми в соответствии с задаваемыми гидравлическими параметрами бурения, при соблюдении теплового баланса работы уплотнений.

В работе использован комплексный метод исследования, включающий научное обобщение и анализ основных результатов ранее выполненных работ в области гидроструйного бурения и гидроструйной цементации пород, а также анализ опыта эксплуатации высоконапорного оборудования; экспериментальные исследования рабочих характеристик гидросъемников; обработку результатов экспериментов методами теории вероятности и математической статистики.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Оценка потерь мощности при работе гидросъемника гидроструйной бурильной машины производится по установленной зависимости, учитывающей давление рабочей жидкости, диаметр струеформирующей насадки, коэффициент трения в уплотнительном узле и линейную скорость перемещения поверхности вала в зоне уплотнения.

2. Расчет расхода высоконапорной рабочей жидкости, протекающей через гидросъемник и обеспечивающей тепловой баланс работы уплотнений на заданном уровне температур, осуществляется по эмпирической зависимости с учетом влияния давления рабочей жидкости, коэффициента трения в уплотнительном узле и линейной скорости перемещения поверхности вала в зоне уплотнения.

3. Диаметр вала привода буровой колонны определяется в зависимости от заданных гидравлических параметров работы гидроструйной бурильной машины, частоты вращения буровой колонны и коэффициента трения применяемого уплотнения.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- выявлена взаимосвязь потерь мощности привода буровой колонны на трение в уплотнительных узлах гидросъемника и получена расчетная зависимость, отражающая влияние давления рабочей жидкости, диаметра струеформирующей насадки, коэффициента трения в уплотнительном узле и линейной скорости перемещения поверхности вала в зоне уплотнения на величину потерь;

- установлены закономерности формирования теплового баланса при работе гидросъемника в зависимости от режимов его работы, и получена расчетная зависимость для определения необходимого расхода высоконапорной рабочей жидкости, обеспечивающего тепловой баланс при заданном уровне рабочих температур;

- определено влияние гидравлических параметров и режимов работы гидроструйной бурильной машины на геометрические характеристики гидросъемника и разработан способ расчета диаметра вала привода буровой колонны, обеспечивающего соблюдение теплового баланса работы гидросъемника.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обеспечивается значительным объемом проведенных экспериментов; корректной обработкой результатов экспериментов методами теории вероятности и математической статистики и подтверждается удовлетворительной сходимостью расчетных величин с результатами экспериментов, полученными в условиях стенда и в ходе промышленной эксплуатации экспериментальных образцов гидросъемников (средняя величина относительной погрешности не превышает 20 %).

Практическое значение работы:

- обосновано конструктивное исполнение гидросъемников для гидроструйных бурильных машин;

- создан стенд для испытания гидросъемников в широком диапазоне изменения рабочих параметров;

- разработана «Методика расчета геометрических параметров и режимов работы гидросъемников гидроструйных бурильных машин»;

- разработана прикладная программа для персональных компьютеров, позволяющая осуществить расчет расхода высоконапорной рабочей жидкости, протекающей через гидросъемник, обеспечивающего тепловой баланс работы уплотнений на заданном уровне температур; оценить потери мощности при работе гидросъемника гидроструйной бурильной машины, а также обосновать диаметр вала привода буровой колонны в зависимости от заданных гидравлических параметров работы гидроструйной бурильной машины, частоты вращения буровой колонны и коэффициента трения применяемого уплотнения.

Реализация работы. «Методика расчета геометрических параметров и режимов работы гидросъемников гидроструйных бурильных машин», принята Тульским региональным отделением МОО «Академия горных наук» к использованию при проектировании гидроструйных бурильных машин. Кроме того, результаты исследований внедрены в учебные курсы «Горные машины и оборудование подземных разработок» и «Расчет и проектирование горных машин и комплексов» для студентов Тульского государственного университета (ТулГУ), обучающихся по специальности 150402 «Горные машины и оборудование». Программное обеспечение используется при курсовом и дипломном проектировании.

Апробация работы. Основное содержание работы и отдельные ее положения докладывались и получили одобрение на 6-й Международной конференции по проблемам горной промышленности, строительства и энергетики «Социально-экономические и экологические проблемы горной промышленности, строительства и энергетики» (г. Тула, 29.10.10), на Всероссийской научно-технической интернет-конференции кадастра недвижимости и мониторинга природных ресурсов (г. Тула, 20.12.10) , отмечена дипломом на XI выставке научно-технического творчества молодежи НТТМ-2011 (Тула, 18.03.2011), отмечена дипломом на национальной научно-технической кон-

ференции «Роль бизнеса и молодежи в инновационном развитии России» (Тула, 25.04.2011), на 7-ом Горнопромышленном форуме «МАЙНЕКС Россия 2011» (г. Москва, 2011), на II Всероссийской научно-технической интернет-конференции кадастра недвижимости и мониторинга природных ресурсов (Тула, 25.12.11), на 8-ой Международной конференции по проблемам горной промышленности, строительства и энергетики «Социально-экономические и энергетические проблемы горной промышленности, строительства и энергетики» (Тула, 01.11.12)», на конференциях молодых ученых и конференциях профессорско-преподавательского состава в ТулГУ (г. Тула, 2010, 2011 и 2012 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 статей, из них 2 - в научных изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки России.

Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 135 страницах машинописного текста, состоит из 4 разделов, содержит 27 таблиц, 49 рисунков, список литературы из 99 наименований и приложения.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Технологии, основанные на использовании энергии высоконапорных струй (гидротехнологии), в силу известных достоинств, являются объектом комплексных исследований уже не один десяток лет. Так, исследованию гидромеханического разрушения горных пород посвящены работы научной школы ТулГУ, основанной В.А. Бреннером, научной школы Института горного дела имени A.A. Скочинского, которые позволили определить его эффективность и установить основные закономерности процесса. Наиболее полно результаты исследований представлены в научных трудах В.Е. Бафта-ловского, К.А. Головина, Ю.А. Гольдина, К.В. Демина, И.И. Дорошенко, А.Б. Жабина, И.А. Кузьмича, В.Г. Мерзлякова, А.Е. Пушкарева, В.В. Сафро-нова, С.Е. Харламова, М.М. Щеголевского и других ученых.

Однако практически все авторы отмечают, что решение проблемы подвода высоконапорной рабочей жидкости от неподвижного источника высокого давления к подвижному породоразрушающему инструменту является ключевой.

В настоящее время наибольшее распространение получили гидросъемники на базе шевронных уплотнений. При этом одним из недостатков гидросъемников являются потери мощности привода на преодоление трения в уплотняющем узле, перегрев уплотнений во время работы, а также отсутствие научно обоснованных рекомендаций по выбору геометрических размеров конструктивных элементов гидросъемника в связи с режимом работы. Решению этой проблемы посвящены труды A.A. Подколзина, Ю.Н. Лаптева, JI.A. Кондракова и др.

Проблема уплотнения подвижных соединений гидравлических систем ставит задачу подробного изучения специфических процессов, которые воз-

пикают в конкретных условиях эксплуатации. Увеличение рабочих давлений и температур, а также появление новых типов рабочих жидкостей повышают требования к рабочим характеристикам уплотнений. Так, существует необходимость уменьшения эффектов, вызываемых термической нагрузкой. Эти эффекты могут быть неприемлемыми для функционирования уплотнений. Любое увеличение температуры приводит к уменьшению вязкости рабочей жидкости, что ведет к ухудшению смазочных свойств, вследствие чего увеличивается трение. При работе в таких тяжелых условиях в зоне контакта уп-лотнительных элементов с металлическим валом температура рабочей жидкости может достигать значительных, порой недопустимых величин.

Анализ современного состояния знаний в изучаемой области, а также цель и идея работы позволили сформулировать следующие задачи исследования:

1. Разработать метод оценки потери мощности при работе гидросъемника гидроструйной бурильной машины.

2. Выявить влияние давления рабочей жидкости, диаметра струеформи-рующей насадки, коэффициента трения в уплотнительном узле и линейной скорости перемещения поверхности вала в зоне уплотнения на величину потери мощности.

3. Определить закономерности изменения расхода рабочей жидкости, необходимого для соблюдения теплового баланса при работе гидросъемника от параметров процесса.

4. Разработать метод расчета расхода высоконапорной рабочей жидкости, протекающей через гидросъемник, обеспечивающего тепловой баланс работы уплотнений на заданном уровне температур, с учетом влияния давления рабочей жидкости, коэффициента трения в уплотнительном узле и линейной скорости перемещения поверхности вала в зоне уплотнения.

5. Установить взаимосвязь между рациональными режимами работы бурильной установки и геометрическими параметрами гидросъемника, обеспечивающими тепловой баланс работы уплотнений на заданном уровне температур.

6. Разработать методику расчета геометрических параметров гидросъемника и режимов его работы.

Для определения зависимостей, характеризующих режимы работы и рациональные параметры гидросъемника высокого давления, совместно с фирмой ООО «БЕЛРА-Центр» был разработан стенд, представленный на рис.1.

Исследуемый гидросъемник устанавливался на опоре, при этом его корпус жестко фиксировался относительно рамы стенда. На выходном фланце гидросъемника закреплялось стальное кольцо, на внешней поверхности которого наваривались профилированные кулачки. Кольцо опиралось на подшипниковую опору, установленную на кронштейне, закрепленном на фундаменте.

Рис. 1. Испытания гидросъемника

Рабочая жидкость к гидросъемнику под давлением подавалась по гибкому рукаву. Вращение вала гидросъемника осуществлялось от редуктора привода буровой колонны.

Схема стенда представлена на рис. 2. Во время испытаний проводились замеры силы тока, давления, температуры и расхода рабочей жидкости. При работе гидросъемника контролировались утечки рабочей жидкости.

В качестве основных критериев, характеризующих процесс теплообмена между трущимися элементами гидросъемника, были приняты потери мощности, расходуемой на преодоление трения в уплотнительных узлах количество выделяемой теплоты в манжетных уплотнениях 1¥м, которые являются основными параметрами при расчете расхода рабочей жидкости в гидросъемнике <2В, обеспечивающего соблюдение теплового баланса.

Принято считать, что в манжетном уплотнении вала основной теплоотвод происходит через вал. Однако, значительный расход рабочей жидкости, проходящей через гидросъемник, например, при гидроструйной цементации, требует учета охлаждающего действия рабочей жидкости. Следовательно, оценка теплового режима работы манжетных уплотнений должна включать определение тепловыделения отвод тепла от зоны контакта через тело вала Цв и потоком рабочей жидкости через уплотнение Цм-

С учетом этого, распределение тепловых потоков из зоны контакта в вал Цв и манжету дд/определяется следующими уравнениями:

Чг=Чв+Чм> Чв=ЬвЯг/(Ьв+Ьм)> (1)

где Хв и Хм - теплопроводности материалов вала и манжеты, Вт/(м2-°С).

В зоне контакта температура повышается до Ту в соответствии с уравнениями:

АГ / =-4-ЯМ1- ;дт' =-4-ЯИ1--(2)

яА.вт]Л(т1,Ь])0 пХвт21Ь( т2,Ь2)В

где qв¡ и цВ2 — тепловые потоки от вала соответственно в рабочую жидкость и в воздух, Вт; т1 и т2 — тепловые характеристики вала, м"1; 1к(/и7, ) и ¡И(т2,Ь2) - величины, зависящие от теплоотдачи и теплопроводности вала и его размеров.

<5)

где Я/ и - коэффициенты теплоотдачи вала к среде, Вт/(м2-°С); £> - диаметр вала, м.

Тепловые характеристики вала определяют минимальную длину теплоот-дающей части в рабочую — Ь1 и в воздух — Ь2.

Уравнение теплового баланса для уплотнений при установившейся температуре рабочей жидкости можно представить следующим образом:

*Гм=свддв(Тв1-Тво), (4)

где с в — теплоемкость рабочей жидкости, ккал/(кг-°С); ц - плотность рабочей жидкости, кг/м3; Qв - расход рабочей жидкости в гидросъемнике, м3/с; ТВо - начальная температура рабочей жидкости, °С; ТВ1 - конечная температура рабочей жидкости, °С.

Таким образом, задача сводится к определению количества выделяемой теплоты при работе уплотнений и расхода рабочей жидкости, обеспечивающего тепловой баланс. Разница потери электрической мощности в рабочем

режиме (под давлением) Ыг и потери мощности на холостом ходу (без давления) N0 гидросъемника, и есть потери мощности на трение в манжетах в процессе работы.

Исследование процесса теплообмена, происходящего внутри гидросъемника, является весьма сложной теоретической задачей в виду недостаточной изученности процесса. Поэтому процесс изучался с помощью экспериментально-статистического метода. Целесообразность применения данного метода объясняется тем, что он был достаточно обоснован и проверен при разработке инженерных методов расчета узлов горных машин в различных научно-исследовательских организациях.

Изучение зависимостей величины потерь мощности и расхода рабочей жидкости от рабочих параметров производилось на стенде при изменении давления в диапазоне от 0 до 36 МПа, диаметра струеформирующей насадки от 0,0015 до 0,003 м, коэффициента трения от 0,8 до 1,4 и линейной скорости перемещения поверхности вала от 0,42 до 1,27 м/с.

Полученные результаты по установлению зависимостей сводились в таблицы и на их основании строились графики (рис.3).

Д^кВт

J

¿s г

О 12 24 Зб^МШ

Рис. 3. Зависимости потери мощности N, от давления рабочей жидкости Р: 1 — V— 0,848м/с; 2- V= 1,272 м/с

Так, анализ графиков влияния давления рабочей жидкости на потери мощности показал, что потери мощности Nr увеличиваются с ростом давления рабочей жидкости Р. Это обуславливается тем, что с ростом давления увеличивается сила прижатия манжеты к валу, следовательно, возрастают потери электрической мощности на преодоление нагрузок. Кроме того, увеличение скорости вращения и коэффициента трения, так же приводит к линейному возрастанию потери мощности Nn а с увеличением диаметра струеформирующей насадки потери мощности уменьшаются.

Диапазон увеличения значения потери мощности на трение с ростом давления рабочей жидкости находился в пределах от 0 до 11,4 кВт для уплотнений с Кт = ОД и от 0 до 13,7 кВт для уплотнений с Кт = 0,12, т.е. уплотнений с большим значением коэффициента трения.

Оценка влияния коэффициента трения Кт уплотнений на расход рабочей жидкости <2в, обеспечивающий тепловой баланс, проводился при линейной скорости перемещения поверхности вала в зоне уплотнения V = 0,88 м/с. Значение температуры рабочей жидкости на входе в гидросъемник 7#= 8; 14; 20 °С, а на выходе Тк = 50; 70; 90 °С. Давление рабочей жидкости Р изменялось от 0 до 36 МПа.

6

Рис.4. Зависимость расхода рабочей жидкости, обеспечивающего тепловой баланс, (2в от коэффициента трения Кт-1-Р = 6МПа; 2~Р —12 МПа; 3-Р = 18МПа; 4-Р = 24 МПа; 5 -Р = 30 МПа; 6-Р = 36 МПа.

Анализ экспериментальных данных (рис. 4) показал, что с ростом коэффициента трения от 0,08 до 0,14 увеличивается необходимый для соблюдения теплового баланса расход рабочей жидкости Qв■ Причем интенсивность увеличения больше при более высоких давлениях рабочей жидкости. Так при Тн - 20 СС и Тк = 70 °С с давлением 6 МПа, расход изменяется от 0,14 до 0,27-Ю"4 м3/с, т.е. на 0,13-Ю"4 м3/с, при давлении в 36 МПа £>л изменяется в диапазоне от 0,65 до 1,06-Ю"4 м3/с, т.е. на 0,41-10"4 м3/с.

Коэффициент трения является важным показателем. Если коэффициент небольшой, снижаются потери энергии на механическое трение, повышается КПД гидрооборудования, увеличивается срок службы самого уплотнения. Особенно это проявляется в механизмах с высокой скоростью перемещения уплотняемых деталей.

Снижением коэффициента трения уплотнений можно уменьшать расход рабочей жидкости, необходимый для соблюдения теплового баланса, т.к. при меньшем коэффициенте ICf нагрев уплотнения меньше.

Для обобщения и анализа опытных данных использовался экспериментально-статистический метод, который предусматривал графоаналитическую обработку экспериментальных данных с применением математической статистики и методов теории вероятности. При исследовании процесса экспериментальные опыты планировались таким образом, чтобы можно было последовательно получить качественную и количественную оценку различных влияющих параметров и условий. Наибольший практический интерес представляет получение обобщенных зависимостей, позволяющих с известной степенью точности рассчитывать расход рабочей жидкости в гидросъемнике при различных условиях.

В результате обработки экспериментальных данных методом множественной регрессии были получены уравнения:

1) отражающие влияние рабочих параметров на значение потери мощности на трение:

0,045-Кт0-2 -Р0-74-Vo-5

Nr=--ш-> (б)

d0

где Р — давление рабочей жидкости, МПа; Кт— коэффициент трения уплотнения; У — линейная скорость перемещения поверхности вала в зоне уплотнения, м/с; do — диаметр струеформирующей насадки, м;

2) для определения расхода рабочей жидкости, необходимого для установления теплового баланса, в зависимости от рабочих параметров:

/■1,418 г,0,84 т0,25

0,0035 ■ Кт ■ F ' • ■ 7}"/ 1к

Qb =-=1Т8-' (?)

Л v

где Тн — начальная температура рабочей жидкости на входе, °С; Тк — конечная температура рабочей жидкости на выходе из гидросъемника, °С.

В первом случае, коэффициент вариации К^р, характеризующий отклонение экспериментальных данных от расчетных, составил 12,34 %, а во втором — 10,85 %. Это указывает на удовлетворительную сходимость расчетных и экспериментальных данных и позволяет рекомендовать полученные формулы для расчетов.

Дня разработки параметрического и типоразмерного рядов гидросъемников использовалась методика, предложенная и апробированная А.Е. Пушка-ревым и К.А. Головиным.

Используя зависимости, полученные в результате выполненных теоретических и экспериментальных исследований, была составлена система уравнений (8), отражающих взаимосвязь параметров процесса:

V = i.-tis

T¡c28QB 0,003KrT0¡i2SP0M '

Q = SppJp; (8)

Совместное решение данных уравнений при известных параметрах, входящих в систему, позволяет определить линейную скорость перемещения поверхности вала в зоне уплотнения и диаметр вала, а также расход рабочей жидкости, обеспечивающий тепловой баланс внутри гидросъемника. Расчеты были выполнены для частот вращения буровой колонны от 0,25 до 2,5 об/сек, давлении от 10 до 100 МПа и температур жидкости от 4 до 90 0 С.

Значения диаметров валов гидросъемников, привязанные к сортаменту шевронных манжет и округленные до ближайшего меньшего значения из стандартного ряда, приведены в табл. 1.

Таблица 1

Параметрический и типоразмерный ряды

Насосный блок Гидросъемник

Типоразмер Мощность привода N, кВт Исполнение

1 1 2 1 3 1 4 1 5

Давление номинальное Ртм, МПа

40 1 45 1 50 1 55 1 60

Диаметр вала Д м

1 50 0,225 0,131 0,045 0,041 0,030

2 100 0,300 0,250 0,070 0,065 0,050

3 160 0,140 0,110 0,100 0,095 0,080

4 240 0,200 0,170 0,150 0,125 0,110

5 420 0,280 0,260 0,240 0,180 0,160

Таким образом, значения давления рабочей жидкости и диаметр вала гидросъемника определяют его типоразмер. Так, например, выходными характеристиками гидросъемника типоразмера № 2 исполнения № 2 (см. табл.1) являются Р = 45 МПа, D = 0,250 м при N= 100 кВт.

На основании результатов выполненных исследований была разработана методика расчета геометрических параметров и режимов работы гидросъемников. Методика реализована в виде прикладной программы для персонального компьютера на объектно-ориентированном языке программирования Embarcadero Delphy для Microsoft Windows. С помощью прикладной программы выполнены расчеты гидросъемников для гидроструйной цементации

и гидроструйного бурения. Исходные данные к расчету и результаты представлены в табл. 2.

Таблица 2

Пример расчета гидросъемников для гидроструйной цементации и гидроструйного бурения

Наименование параметра Обозн. Ед. изм. Значения

Каргилл |Geo&Sea

Исходные данные

1 Необходимый диаметр закрепляемого массива DM М - 1,7

2 Гидравлическая мощность насосной установки N кВт 90 150

3 Давление рабочей жидкости Р МПа 50 35

4 Коэффициент сцепления породы С МПа 0,012 0,008

5 Коэффициент трения уплотнений Kf 0,05 0,1

Расчетные величины

1 Диаметр сгруеформирующей насадки d„ м 0,0018 0,002

2 Частота вращения буровой колонны п с-1 3,50 0,5

3 Скорость подъема буровой колонны V м/с 0,11 0,01

4 Расход рабочей жидкости м3/с, 10"3 1,5 6,67

5 Расчетный диаметр вала D м 0,018 0,54

6 Потери на трение Nr кВт 1,22 10,9

Гидросъемники были изготовлены и прошли промышленные испытания в условиях производственного цеха ООО «Каргилл» (г. Ефремов) и строительной площадки ОАО «НВСП «ТЕХПРОГРЕСС» (г. Санкт-Петербург). Результаты испытаний подтвердили правильность расчетов и эффективность полученной конструкции.

«Методика расчета геометрических параметров и режимов работы гидросъемников гидроструйных бурильных машин» принята Тульским региональным отделением МОО «Академия горных наук» к использованию при проектировании гидроструйных бурильных машин.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, на основании выполненных исследований установлены новые и уточнены существующие закономерности работы гидросъемников гидроструйных бурильных машин, которые позволяют рассчитать их конструктивные параметры и режимы работы, обеспечивающие соблюдение теплового баланса функционирования уплотнений при рациональных гидравлических параметрах процесса, повышение эффективности и расширение области применения гидроструйной технологии бурения, что имеет существенное значение для угольной промышленности России.

Основные выводы, научные и практические результаты работы сводятся к следующему:

1. Экспериментально установлено влияние давления рабочей жидкости, коэффициента трения, диаметра струеформирующей насадки и линейной скорости перемещения поверхности вала в зоне уплотнения на величину потерь мощности привода, так повышение давления от 4 до 36 МПа приводит к росту потерь в 3,8 раза, увеличение диаметра струеформирующей насадки в 2 раза приводит к снижению потерь на 0,5 кВт, увеличение коэффициента трения в 2 раза повышает потери на 60 %, а возрастание линейной скорости в 3 раза повышает потери на 62 %.

2. Выявлено, что изменение расхода рабочей жидкости в гидросъемнике позволяет обеспечить тепловой баланс работы уплотнений при рациональных гидравлических параметрах, реализуемых гидроструйной бурильной машиной. Так при гидроструйной цементации повышение рабочего давления от 2 до 36 МПа увеличивает необходимый расход в 6,7 раза, рост коэффициента трения в 2 раза увеличивает расход на 64 %, а возрастание линейной скорости от 0,42 до 1,27 м/с повышает расход в 4,9 раза.

3. Определены закономерности изменения расхода, обеспечивающего тепловой баланс работы уплотнений в зависимости от температуры рабочей жидкости на входе в гидросъемник и допустимой температуры для материала уплотнений.

4. Получена расчетная зависимость, отражающая влияние давления рабочей жидкости, коэффициента трения в уплотнительном узле, диаметра струеформирующей насадки и линейной скорости перемещения поверхности вала в зоне уплотнения на величину потерь мощности при работе гидроструйной бурильной машины.

5. Определена зависимость для расчета необходимого расхода высоконапорной рабочей жидкости, обеспечивающего тепловой баланс работы уплотнений при заданном уровне рабочих температур, давлении рабочей жидкости, коэффициента трения в уплотнительном узле и линейной скорости перемещения поверхности вала в зоне уплотнения.

6. Разработана «Методика расчета геометрических параметров и режимов работы гидросъемников гидроструйных бурильных машин». Выполнен расчет типоразмерного и параметрического рядов валов привода буровой колонны, обеспечивающих соблюдение теплового баланса работы гидросъемника при работе установок гидроструйной цементации грунтов.

7. «Методика расчета геометрических параметров и режимов работы гидросъемников гидроструйных бурильных машин» принята Тульским региональным отделением МОО «Академия горных наук» к использованию при проектировании гидроструйных бурильных машин.

Основные научные и практические результаты диссертации опубликованы в следующих работах.

ti

1. Леонтьев H.C., Пушкарев А.Е., Головин К.А., Ковалев P.A. Практика применения гидросьемников высокого давления// Материалы 6-й Международной конференции по проблемам горной промышленности, строительства и энергетики «Социально-экономические и экологические проблемы горной промышленности, строительства и энергетики». Тула: Изд-во ТулГУ. 2010. Том 1. С. 347-351.

2. Леонтьев Н.С., Пушкарев А.Е., Чеботарев A.B., Кузьмичев В.А. Стендовые испытания гидросъемника высокого давления// Известия ТулГУ. Науки о Земле. 2011. Вып.1. С. 312-318.

3. Леонтьев Н.С., Пушкарев А.Е., Головин К.А., Лежебоков A.B. Особенности определения режимов работы гидросъемников высокого давления на установках гидроструйной цементации// Горное оборудование и электромеханика. № 2. Москва: Изд-во «Новые технологии», 2011. С. 26-28.

4. Леошьев Н.С., Пушкарев А.Е. Определение режимов работы и расхода рабочей жидкости гидросъемников высокого давления на установках гидроструйной цементации// Известия ТулГУ. Науки о Земле. 2012. Вып. 1. С. 166-171.

5.Леонтьев Н.С. Определение влияния давления на расход рабочей жидкости при стендовых испытаниях гидросъемника тезисы// Материалы 3-й Всероссийской научно-технической конференции «Инновационное развитие образования, науки и технологий»/ под общ. ред. АЛ. Чеботарева. В 2 ч. Ч.П. Тула: Изд-во ТулГУ. 2012. С. 3-7.

6. Леонтьев Н.С., Пушкарев А.Е., Лежебоков A.B. Определение влияния режимных параметров на расход рабочей жидкости при стендовых испытаниях гидросъемника// Известия ТулГУ. Технические науки. 2012. Вып.9. С. 64-68.

7. Леонтьев Н.С., Пушкарев А.Е., Головин КА. Разработка параметрического и типоразмерного рядов гидросьемников// Материалы 8-й Международной конференции по проблемам горной промышленности, строительства и энергетики «Социально-экономические и экологические проблемы горной промышленности, строительства и энергетики». Тула: Изд-во ТулГУ. 2012. С. 447-450.

8. Леонтьев НС., Пушкарев А.Е., Головин К.А. Методика расчетов геометрических параметров и режимов работы гидросъемников// Материалы 3-й Всероссийской научно-технической конференции «Инновационное развитие образования, науки и технологий»/ под общ. ред. АЛ. Чеботарева. В 2 ч. Ч.П. Тула: Изд-во ТулГУ. 2012. С.7-9.

Изд. Лиц. ЛР №020300 от 12.02.97. Подписано в печать Формат бумаги 60x84 . Бумага офсетная.

Усл.печл. 1,5. Уч.-издл. 1,3. Тираж 100 экз. Заказ /Я ¿/^ Тульский государственный университет. 300012, г. Тула, прЛенина, 92. Отпечатано в Издательств ТулГУ. 300012, г. Тула, пр. Ленина, 95.

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР И ПОСТАНОВКА

ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЙ 10 1.1 .Гидроструйные технологии в бурении. Практика их применения

1.1.1. Гидроструйное бурение

1.1.2. Гидромеханическое бурение

1.1.3. Гидроструйная цементация грунтов

1.2. Элементы буровой колонны

1.2.1. Устройство и работа гидросъемника

1.2.2. Устройство буровой штанги

1.2.3. Устройство и работа бурового инструмента

1.3. Классификация и конструкция вертлюгов

1.4. Анализ существующих конструкций уплотнений высокого давления

1.5. Методы оценки тепловых режимов гидросистем

1.6. Цель и идея работы. Постановка задач

2. МЕТОДИКА И ТЕХНИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Общие положения методики

2.2. Стендовая база

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РЕЖИМОВ

РАБОТЫ ГИДРОСЪЕМНИКА 71 3.1. Оценка эффективности влияния параметров процесса на количество выделяемой теплоты

3.1.1. Зависимость потери мощности от давления рабочей жидкости

3.1.2. Зависимость потери мощности от коэффициента трения

3.1.3. Зависимость потери мощности от линейной скорости перемещения поверхности вала в зоне уплотнения

3.1.4. Зависимость потери мощности от диаметра струеформирующей насадки

3.1.5. Расчетное определение зависимости гидравлических параметров на потери мощности

3.2. Влияние параметров процесса на расход рабочей жидкости

3.2.1. Зависимость расхода от давления рабочей жидкости в гидросъемнике

3.2.2. Зависимость расхода рабочей жидкости от коэффициента трения уплотнения

3.2.3. Зависимость расхода рабочей жидкости от линейной скорости перемещения поверхности вала в зоне уплотнений

3.2.4. Зависимость расхода рабочей жидкости от начальной температуры рабочей жидкости

3.2.5. Зависимость расхода рабочей жидкости от конечной температуры рабочей жидкости

3.2.6. Расчетное определение зависимости гидравлических параметров на расход рабочей жидкости

Выводы

4. РАЗРАБОТКА ГИДРОСЪЕМНИКОВ ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ

ГИДРОТЕХНОЛОГИИ

4.1. Разработка параметрического и типоразмерного рядов гидросъемников

4.2.Методика расчетов геометрических параметров и режимов работы гидросъемников

4.3. Пример расчета методики 118 Выводы

Актуальность темы. Повышение объёмов строительства и освоения подземного пространства осуществляется в настоящее время за счет интенсификации труда и внедрения современной техники и технологии. В этой связи поиск новых высокоэффективных способов разрушения горных пород, в частности при бурении, является весьма важным направлением. К числу наиболее перспективных и, с учетом известных достоинств, весьма привлекательным является способ бурения, основанный на использовании энергии высоконапорных жидкостных струй. В настоящее время нашли своё применение гидроструйное и гидромеханическое бурение, а также, гидроструйная цементация неустойчивых горных пород. Однако расширение области применения такой техники затруднено необходимостью решения проблемы эффективной подачи рабочей жидкости под высоким давлением во вращающуюся буровую колонну. Одним из путей решения этой проблемы является оснащение бурильных машин гидросъемниками (вертлюгами), в которых подача высоконапорной рабочей жидкости осуществляется во вращающийся вал привода буровой колонны через корпус с уплотнительными элементами различной конструкции. К главным недостаткам такой схемы является значительный нагрев уплотнительных узлов во время работы, что приводит к их износу и выходу из строя. При этом отсутствуют научно обоснованные методу оценки тепловых процессов функционирования гидросъемников, при которых обеспечивается их эффективная работа. Кроме того, отсутствуют методы определения конструктивных параметров гидросъемников и их рабочих характеристик, обеспечивающих заданные рациональные режимы работы бурильной машины в целом, что и определяет актуальность работы.

Работа выполнялась в соответствии с тематическим планом НИР и ОКР ТулГУ и Научно-образовательного центра по проблемам рационального природопользования при комплексном освоении минерально-сырьевых ресурсов, НИОКР Тульского регионального отделения Межрегиональной общест4 венной организации «Академия горных наук» по заказу ООО «Каргилл», а также при поддержке аналитической ведомственной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы» (2009-2010 гг.)» (per. номер 2.2.1.1/3942) и федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009-2013 гг.» (гос. контракт №П1 120).

Целью работы являлось установление новых и уточнение существующих закономерностей изменения режимов работы гидросъемника гидроструйной бурильной машины в зависимости от его конструктивного исполнения и реализуемых гидравлических параметров бурения, обеспечивающих эффективную передачу высоконапорной рабочей жидкости в бурильную колонну.

Идея работы заключалась в том, что эффективная работа гидросъемников гидроструйной бурильной машины обеспечивается их конструктивными параметрами и режимами работы, определяемыми в соответствии с задаваемыми гидравлическими параметрами бурения, при соблюдении теплового баланса работы уплотнений.

В работе использован комплексный метод исследовании, включающий научное обобщение и анализ основных результатов ранее выполненных работ в области гидроструйного бурения и гидроструйной цементации пород, а также анализ опыта эксплуатации высоконапорного оборудования; экспериментальные исследования рабочих характеристик гидросъемников; обработку результатов экспериментов методами теории вероятности и математической статистики.

Научные положения, выносимые на защиту:

- оценка потерь мощности при работе гидросъемника гидроструйной бурильной машины производится по установленной зависимости, учитывающей влияние давления рабочей жидкости, диаметр струеформирующей насадки, коэффициент трения в уплотнительном узле, линейную скорость перемещения поверхности вала в зоне уплотнения;

- расчет расхода высоконапорной рабочей жидкости, протекающей через гидросъемник и обеспечивающей тепловой баланс работы уплотнений на заданном уровне температур, осуществляется по эмпирической зависимости с учетом влияние давления рабочей жидкости, коэффициента трения в уплотнительном узле и линейной скорости перемещения поверхности вала в зоне уплотнения;

- диаметр вала приводы буровой колонны определяется в зависимости от заданных гидравлических параметров работы гидроструйной бурильной машины, частоты вращения буровой колонны и коэффициента трения применяемого уплотнения.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- выявлена взаимосвязь потерь мощности привода буровой колонны на трение в уплотнительных узлах гидросъемника и получена расчетная зависимость, отражающая влияние давления рабочей жидкости, диаметра струеформирующей насадки, коэффициента трения в уплотнительном узле и линейной скорости перемещения поверхности вала в зоне уплотнения на величину потерь;

- установлены закономерности формирования теплового баланса при работе гидросъемника в зависимости от режимов его работы, и получена расчетная зависимость для определения необходимого расхода высоконапорной рабочей жидкости, обеспечивающего тепловой баланс при заданном уровне рабочих температур;

- определено влияние гидравлических параметров и режимов работы гидроструйной бурильной машины на геометрические характеристики гидросъемника и разработан способ расчета диаметра вала привода буровой колонны, обеспечивающего соблюдение теплового баланса работы гидросъемника.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендации обеспечивается значительным объемом проведенных экспериментов; корректной обработкой результатов экспериментов методами теории вероятно6 сти и математической статистики и подтверждается удовлетворительной сходимостью расчетных величин с результатами экспериментов, полученными в условиях стенда и в ходе промышленной эксплуатации экспериментальных образцов гидросъемников (средняя величина относительной погрешности не превышает 20 %).

Научное знамение работы заключается в установлении закономерностей формирования теплового баланса при работе гидросъемников гидроструйных бурильных машин в зависимости от гидравлических и режимных параметров работы установки в целом, что позволяет оценить потери мощности в приводе и рассчитать необходимые геометрические параметры.

Практическое значение работы:

- обосновано конструктивное исполнение гидросъемников для гидроструйных бурильных машин;

- создан стенд для испытания гидросъемников в широком диапазоне изменения рабочих параметров;

- разработана «Методика расчетов геометрических параметров и режимов работы гидросъемников гидроструйных бурильных машин»;

- разработана прикладная программа для персональных компьютеров, позволяющая осуществить расчет расхода высоконапорной рабочей жидкости, протекающей через гидросъемник, обеспечивающего тепловой баланс работы уплотнений на заданном уровне температур; оценить потери мощности при работе гидросъемника гидроструйной бурильной машины, а также обосновать диаметр вала приводы буровой колонны в зависимости от заданных гидравлических параметров работы гидроструйной бурильной машины, частоты вращения буровой колонны и коэффициента трения применяемого уплотнения.

Реализация работы. «Методика расчетов геометрических параметров и режимов работы гидросъемпиков гидроструйных бурильных машин», принята Тульским региональным отделением МОО «Академия горных наук» к использованию при проектировании гидроструйных бурильных машин. Кро7 ме того, результаты исследований внедрены в учебные курсы «Горные машины и оборудование подземных выработок» и «Расчет и проектирование горных машин и комплексов» для студентов Тульского государственного университета (ТулГУ), обучающихся по специальности 150402 «Горные машины и оборудование». Программное обеспечение используется при курсовом и дипломном проектировании.

Апробация работы. Основное содержание работы и отдельные ее положения докладывались и получили одобрение на 6-й Международной конференции по проблемам горной промышленности, строительства и энергетики «Социально-экономические и экологические проблемы горной промышленности, строительства и энергетики» (г. Тула, 29.10.10), на Всероссийской научно-технической интернет-конференции кадастра недвижимости и мониторинг природных ресурсов (г. Тула, 20.12.10) , отмечена дипломом на XI выставке научно-технического творчества молодежи НТТМ-2011 (Тула, 18.03.2011), отмечена дипломом на национальной научно-технической конференции «Роль бизнеса и молодежи в инновационном развитии России» (Тула, 25.04. 2011), на 7-ом Горнопромышленном форуме «МАИНЕКС Россия 2011» (г. Москва, 2011), на II Всероссийской научно-технической интернет-конференции кадастра недвижимости и мониторинг природных ресурсов (Тула, 25.12.11), на 8-ой Международной конференции по проблемам горной промышленности, строительства и энергетики «Социально-экономические и энергетические проблемы горной промышленности, строительства и энергетики» (Тула, 01.11.12)», на конференциях молодых ученых и конференциях профессорско-преподавательского состава в ТулГУ (г. Тула, 2010, 2011 и 2012 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 статей, из них 2 - в научных изданиях, рекомендованных ВАК Мипобрнауки России.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, изложенных на 135 страницах машинописного текста,

Основные выводы, научные и практические результаты работы сводятся к следующему:

1. Экспериментально установлено влияние давления рабочей жидкости, коэффициента трения, диаметра струеформирующей насадки и линейной скорости перемещения поверхности вала в зоне уплотнения на величину потерь мощности привода, так повышение давления от 4 до 36 МПа приводит к росту потерь в 3,8 раза, увеличение диаметра струеформирующей насадки в 2 раза приводит к снижению потерь на 0,5 кВт, увеличение коэффициента трения в 2 раза увеличивает потери на 60 %, а возрастание линейной скорости в 3 раза повышает потери на 62 %.

2. Выявлено, что изменение расхода рабочей жидкости в гидросъемнике позволяет обеспечить тепловой баланс работы уплотнений при рациональных гидравлических параметрах, реализуемых гидроструйной бурильной машиной. Так при гидроструйной цементации повышение рабочего давления от 2 до 36 МПа увеличивает необходимый расход в 6,7 раза, рост коэффициента трения в 2 раза увеличивает расход на 64 %, а возрастание линейной скорости от 0,42 до 1,27 м/с повышает расход в 4,9 раза.

3. Определены закономерности изменения расхода, обеспечивающего тепловой баланс работы уплотнений в зависимости от температуры рабочей жидкости на входе в гидросъемник и допустимой температуры для материала уплотнений.

4. Получена расчетная зависимость, отражающая влияние давления рабочей жидкости, коэффициента трения в уплотнительном узле, диаметра струеформирующей насадки и линейной скорости перемещения поверхности вала в зоне уплотнения на величину потерь мощности при работе гидроструйной бурильной машины.

5. Определена зависимость для расчета необходимого расхода высоконапорной рабочей жидкости, обеспечивающего тепловой баланс работы уплотнений при заданном уровне рабочих температур, давлении рабочей жидкости, коэффициента трения в уплотнительном узле и линейной скорости перемещения поверхности вала в зоне уплотнения.

6. Разработана «Методика расчета геометрических параметров и режимов работы гидросъемников гидроструйных бурильных машин». Выполнен расчет типоразмерного и параметрического рядов валов привода буровой колонны, обеспечивающих соблюдение теплового баланса работы гидросъемника при работе установок гидроструйной цементации грунтов.

7. «Методика расчета геометрических параметров и режимов работы гидросъемников гидроструйных бурильных машин» принята Тульским региональным отделением МОО «Академия горных наук» к использованию при проектировании гидроструйных бурильных машин.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основании выполненных исследований установлены новые и уточнены существующие закономерности работы гидросъемников гидроструйных бурильных машин, которые позволяют рассчитать их конструктивные параметры и режимы работы, обеспечивающие соблюдение теплового баланса функционирования уплотнений при рациональных гидравлических параметрах процесса, повышение эффективности и расширение области применения гидроструйной технологии бурения, что имеет существенное значение для угольной промышленности России.

1. Шавловский С.С. Основы динамики струй при разрушении горного массива/ С.С. Шавловский. М.: «Наука». 1979. С. 166.

2. Бреннер В.А. Перспективы развития гидроструйных технологий в горнодобывающей промышленности и подземном строительстве/ В.А. Бреннер, А.Б. Жабин, М.М. Щеголевский и др.// Горные машины и автоматика. 2002. № 5. С. 2-10.

3. Hashish М. The waterjet as a tool//l 4th International conference on jetting technology, organized and sponsored by BNR Group Limited./Held in Brugge, Belgium, 21-23 September, 1998. Pp. 1-14.

4. Vijay M.M., Brierley W.H. "Drilling of Rock by High Pressure Liquid Jets: A Review," ASME Preprint 80-Pet-94, Energy Technology Conference, New Orlean, LA, February, 1980, 11 pages.

5. Summers D.A. Water Jet Technology. Oxford: Alden Press, 1993. P. 630.

6. Головин K.A., Пушкарев A.E. Получение отверстий в горных породах при помощи водоструйного инструмента // Доклады и тезисы докладов 2-ой Международной Конференции по проблемам экологии и безопасности жизнедеятельности. Тула. 1998. С. 145-146.

7. Vijay М.М., Brierley W.H., and Grattan-Bellew, P.E., «Drilling of Rocks with Rotating High Pressure Water Jets: Influence of Rock Properties», paper El, 6th International Symposium on Jet Cutting Technology, Guildford, UK, April, 1982. Pp. 179-198.

8. Кузьмич И.А. Разрушение твердых тел высокоскоростными жидкостными струями/ Разработка месторождений полезных ископаемых (Итоги науки и техники). М., 1981. С. 71-84.

9. Антипов Ю.В. Обоснование параметров водоструйной бурильной машины с встроенным преобразователем давления: автореф. дис. канд. техн. наук. Тула, ТулГУ. 1999. С. 18.

10. Ю.Бреннер В.А., Жабин А.Б., Щеголевский М.М. и др. О развитии водоструйной технологии// Технология и механизация горных работ: Сборник научных тезисов. М.: Изд-во АГН. 1998. С. 17-25.

11. П.Бреннер В.А. Совершенствование гидроструйных технологий в горном производстве / В.А. Бреннер, А.Б. Жабин, М.М. Щеголевский и др. М.: Изд-во «Горная книга». 2010. С. 590.

12. Бреннер В.А. Гидроструйные технологии в промышленности. Гидромеханическое разрушение горных пород/ В.А. Бреннер, А.Б. Жабин, А.Е. Пуш-карев, М.М. Щеголевский. М.: Изд-во Академии горных наук. 2000. С. 343.

13. Бреннер В.А. Гидроструйные технологии в промышленности. Гидроабразивное резание горных пород/ В.А. Бреннер, А.Б. Жабин, А.Е. Пушкарев, М.М. Щеголевский. М.: Изд-во. МГГУ. 2003. С. 279.

14. Гольдин Ю. А. Разрушение горных пород струями воды высокого давления/ Ю. А.Гольдин, И. А. Кузьмич, Г. П. Никонов. М.: Недра, 1986. С. 143.

15. Пушкарев А.Е. Обоснование и выбор параметров гидроабразивного инструмента исполнительных органов горных машин с разработкой модулей высоконапорного оборудования: автореф. дис. докт. техн. наук. Тула, ТулГУ. 1999. С. 43.

16. Дорошенко И. И. Разработка и обоснование параметров устройств комбинированного способа разрушения горных пород с подачей воды в зону режущего инструмента: автореф. дис. канд. техн. наук. JL. 1987. С. 22.

17. Бреннер В. А., Головин К. А., Пушкарев А. Е. Исследование гидроабразивного разрушения горных пород// Экология и безопасность жизнедеятельности. Известия ТулГУ. Вып. 3. Тула. 1997. С. 94-97.

18. Харламов С. Е. Моделирование процесса разрушения горных пород гидромеханическими резцами проходческих комбайнов и разработка метода расчета их нагруженности: автореф. дис. канд. техн. наук. Тула, ТулГУ. 1998. С. 17.

19. Проходка выработок водяными струями сверхвысокого давления// Глю-кауф. 1977. № 23. С. 42.

20. Поляков A.B. Некоторые способы получения гидроимпульсных струй// Материалы 3-й Всероссийской конференции студентов и молодых ученых «Георесурсы и геотехнологии». Тула: Изд-во ТулГУ. 2006.

21. Головин К.А., Поляков A.B., Пушкарев А.Е. Динамические и структурные характеристики гидроимпульсных струй// Материалы И-ой Международной конференции по проблемам горной промышленности, строительства и энергетики. Тула: Изд-во ТулГУ. 2005.

22. Головин К.А. обоснование параметров и создание оборудования для гидроструйной цементации неустойчивых пород в горном производстве: автореф. дис. докт. тех. наук, Тула, ТулГУ. 2007. С. 38.

23. Бройд И.И. Струйная геотехнология: Учебное пособие / И.И. Бройд. М.: Изд-во Ассоциации строительных вузов. 2004. С. 448.128

24. Никитенко М.И. Проектирование и устройство фундаментов и подземных сооружений с использованием струйной цементации грунтов/ М.И. Никитенко, О.В. Попов. М.: «Минстройархитектуры». 2005. С. 162.

25. Пискотин C.B. Ограждение котлованов с помощью технологии струйной цементации грунта // Пермские строительные ведомости. 2008. № 6. С. 3.

26. Головин К.А. Оборудование для гидроструйной цементации грунтов// Журнал «Горные машины и автоматика» №5. 2007. С. 15-18.

27. Компания ООО Юнигрупп и BAUER Gruppe Электронный ресурс. URL: http://www.goodmachine.ru/ и http://www.bauer.de/en/bma/products/drillingrigs/ bgseries/bg28bs80b.html (дата обращения: 10.05.2010).

28. ООО «Геократон». Укрепление грунтов, подземные работы и современные технологии. Рекламный проспект. 2010. С. 5.

29. Малинин А.Г. Струйная цементация грунтов/ А.Г. Малинин. Пермь: Пресстайм. 2007.

30. Ухов С.Б. Механика грунтов, основания и фундаменты: Учеб. пособие для строит, спец. вузов/ С.Б. Ухов, В.В. Семенов, В.В. Знаменский и др.; Под ред. С.Б. Ухова. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Высшая школа. 2002. С. 566.

31. Головин К.А. Разработка оборудования для закрепления массивов неустойчивых горных пород методом гидроструйной цементации: Монография/ В.А. Бреннер, К.А. Головин, А.Е. Пушкарев. Тула: Изд-во ТулГУ, 2007. С. 206.

32. Брылов С. А. Бурение шурфов и скважин самоходными и передвижными установками/ С. А. Брылов. М.: Недра. 1979. С. 253.37. «Александровский завод бурового оборудования» Электронный ресурс. URL: http://www.azbo.ru/prod2.html (дата обращения: 11.05.2010).

33. Компания «Casagrande» Электронный ресурс. URL: http://www.casagran-degroup.ru/(дата обращения: 18.05.2010).

34. Группа компаний «КУГ1ГУР» Электронный ресурс. URL: http://www.kungur.com/default.aspx?textpage=l 60 (дата обращения: 18.05.2010).

35. ГОСТ 16350-80 М.: Изд-во стандартов. 1985.

36. ЗАО «Промтехинвест» Электронный ресурс. URL: www.promtehinvest.ru (дата обращения: 18.05.2010).

37. Компания «Интегра Менеджмент» Электронный ресурс. URL: http://www.integra.ru/ (дата обращения: 18.05.2010).

38. Каталог «Национальная гидравлическая компания Guardex» Электронный ресурс.URL: http://www.nhc.ru/ (дата обращения: 18.11.2011).

39. Инженерный справочник. Электронный ресурс. URL: http://for-engineer.info/general/elastomery.html (дата обращения: 10.11.2011).

40. Уплотнения// Сборник статей под редакцией д.т.н. В.К. Житомерского. М.: Машиностроение. 1964. С. 296.

41. Осипян В.Г. Электронный ресурс.Образовательный сайт Осипяна В.Г. URL: http://www.osipyun.ru/Design-basics/UpIotnenie-podvijnyh-soedinenii-408/index.html (дата обращения: 12.И .2011).

42. Тихомиров P.A. Гидрорезание судостроительных материалов/ P.A. Тихомиров, В.Ф. Бабанин, E.H. Петухов и др. Д.: Судостроение. 1987. С. 164.

43. Циклис Д. С. Техника физико-механических исследований при высоких и сверхвысоких давлениях. 4-е изд. перераб. и доп. М: Химия. 1976. С. 431.

44. Патент США №3740169, кл. 417/397 от 07.10.70 г.

45. Антипов Ю.В. Обоснование параметров водоструйной бурильной машины с встроенным преобразователем давления: автореф. дис. канд. техн. наук. Тула, ТулГУ. 1999. С. 20.

46. Кондраков Л.А. Уплотнения и уплотнительпая техника: Справочник/ Л.А.Кондраков, А.И.Голубев и др.; Под общ. ред. А.И. Голубева. М.: Машиностроение, 1986. С. 464.

47. Макаров Г. В. Уплотнительпые устройства/ Г. В. Макаров. Изд. 2-е, переработ., и доп. Д.: Машиностроение (Ленинградское отделение). 1973. С. 232.

48. Уплотнения вращающихся валов «Кременчугрезинотехника». Электронный ресурс. Технический бюллетень R-P-SS-0902. URL: http://www.kremen-rti.ru/Newprice/R-P-SS-0902.pdf (дата обращения: 02.12.2011).130

49. Торцевые уплотнения вала насосов вгипс^ов 2009. Электронный ресурс. 1Л1Ь: http://www.nhc.ru/ (дата обращения: 18.11.2011).

50. Лаптев Ю. Н. Гидросистемы высоких давлений/ Ю. Н. Лаптев, В.И. Глу-хов и др. М.: Машиностроение. 1973. С. 152.

51. Головин К.А. К вопросу о создании высокомобильного оборудования для струйной цементации грунтов // Журнал Известия ВУЗов Северо-Кавказский регион. Перспективы развития восточного Донбасса. Приложение №. 9. Ростов-на-Дону. 2007. С. 140-144.

52. Антипов В.В., Антипов Ю.В., Бреннер В.А., Головин К.А., Пушкарев

53. A.Е. Стендовая база для изучения водоструйных технологий// Технология и механизация горных работ. Юбилейный сборник посвященный 70-летию

54. B.А. Бреннера. М. 1998. С. 25-28.

55. Баскаков А.П. Теплотехника/ Под ред. А. П. Баскакова. 2-е изд., перераб. М.: Энергоатомиздат. 1991. С. 224.

56. Венецкий И.Г. Теория вероятности и математической статистики/ И.Г. Венецкий, Г.С. Кильдищев. М.: Статистика. 1975. С. 264.

57. Маркович Э.С. Курс высшей математики с элементами теории вероятности и математической статистики/ Э.С. Маркович. М.: Высшая школа. 1972. С. 285.

58. Иванова В.А. Математическая статистика/ В.А. Иванова, В.Н. Калинина, JI.A. Нешумова и др. М.: Высшая школа. 1981. С. 371.

59. Барон Л.И. О познавательной ценности экспериментально-статистического метода в науке о разрушении горных пород// Науч. сообщ. ИГДим. А. А. Скочинского. М. 1973. № 113.C.3-21.

60. Налимов В.В. Статистические методы планирования экстремальных экспериментов/В.В.Налимов, Н.А.Чернова. М: Наука 1965. С. 340.

61. Ключев В.И. Ограничение динамических нагрузок электропривода/ В.И.Ключев. М.: Энергия. 1971. С. 320.

62. Минашкин В.Г. Курс лекций по теории статистики/ В.Г. Минашкин, А.Б. Гусынин, H.A. Садовникова, P.A. Шмойлова. Московский международный институт эконометрики, информатики, финансов и права. М. 2003. С. 189.

63. Король В.В. Обоснование параметров и определение нагруженности гидромеханических резцовструговой установки: автореф. дис. канд. техн. наук, Тула, ТулГУ. 2011.С. 16.

64. Леонтьев Н.С., Пушкарев А.Е., Чеботарев A.B., Кузьмичев В.А. Стендовые испытания гидросъемника высокого давления// Известия ТулГУ. Науки о Земле. Вып. 1. Тула: Изд-во ТулГУ. 2011. С. 312-318.

65. ГОСТ 6616-94. Преобразователи термоэлектрические. Общие технические условия. Изд-во стандартов. 1998. С. 12.

66. ГОСТ 8.585-2001. Государственная система обеспечения единства измерений. Термопары. Номинальные статические характеристики преобразования. Изд-во стандартов. 2001. С. 78.

67. Сосновский А. Г. Измерение температур/ А. Г.Сосновский, Н. И. Столярова, М.: Изд-во стандартов. 1970. С. 260.

68. Каталог компании ООО "Арсенал-КИП Электронный ресурс. URL: http://manometr-com.ru/lcat-mano-185.html (дата обращения: 17.06.2012).

69. Протасов Н.В. Уплотнение важнейший компонент гидравлической конструкции. Электронный ресурс. Ж-л «Основные Средства» . №11. 2011. URL: http://www.osl.ru/article/sei-vice/201111А20111114-131440/ (дата обращения: 17.06.2012).

70. Фомкин. С. Снижение износа уплотнений гидроцилиндра Электронный ресурс. Статья сайта Eurohydraulic. URL: http://www.eurohydraulic.ru/stati/ uplotnenija/snizhenie-iznosa-uplotnenij-gidrociündra (дата обращения: 20.09.11).

71. Колмогоров А.Н. Теория вероятностей и математическая статистика/ А.Н. Колмогоров. М.: Наука. 1986. С. 535.

72. Гмурман В. Е. Теория вероятностей и математическая статистика + руководство к решению задач по теории вероятностей и математической статистике/ В. Е. Гмурман. М.: Изд-во Высшая Школа. 2004. С. 407.

73. Линник Ю. В. Метод наименьших квадратов и основы математико-статистической теории обработки наблюдений/ Ю. В. Линник. 2-е изд. М.: Физматгиз, 1958. С. 336.

74. Александрова Н. В. История математических терминов, понятий, обозначений: словарь-справочник. 3-е изд. М.: ЛКИ. 2008. С. 248.

75. Леонтьев Н. С., Пушкарев А.Е. Определение режимов работы и расхода рабочей жидкости гидросъемников высокого давления на установках гидроструйной цементации// Известия ТулГУ. Науки о Земле. 2012. Вып.1. С. 166171.

76. Крагельский И.В. Основы расчетов на трение и износ/ И.В. Крагельский, М.Н. Добычин, B.C. Комбалов. М.: Машиностроение. 1977. С. 526.

77. Дерффель К. Статистика в аналитической химии/ К. Дерффель. М.: Мир. 1994. С. 247.