Обоснование рациональных параметров бурового инструмента для вечномерзлых грунтов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.05.04, кандидат наук Зенин Максим Иванович

• Зенин Максим Иванович
• кандидат наук
• 2022

Оглавление диссертации кандидат наук Зенин Максим Иванович

Введение

1 Анализ современных исследований и направлений развития бурового инструмента для мерзлых грунтов

1.1 Особенности бурения вечномерзлых грунтов и проблемы выбора бурового инструмента

1.2 Анализ существующих исследований взаимодействия винтового рабочего органа с грунтом

1.3 Предложение по совершенствованию конструкции винтового бура для бурения мерзлого грунта

1.4 Выводы по главе, цель и задачи исследований

2 Теоретические исследования процесса бурения и обоснование геометрических параметров винтового бура

2.1 Определение величин основных геометрических параметров, влияющих на разрушение

2.2 Определение зависимости крутящего момента от геометрических параметров винтового бура

2.2.1 Определение зависимости крутящего момента на 1-ом участке разрушающей части от геометрических параметров винтовой лопасти

2.2.2 Определение зависимости крутящего момента на втором участке разрушающей части от геометрических параметров винтовой лопасти

2.3 Определение влияния геометрических параметров винтового бура на условие предельного равновесия

2.4 Определение величины удельной энергоемкости при работе винтовой лопасти разрушающей части

2.5 Анализ полученной модели взаимодействия винтового бура с мерзлых грунтом в результате теоретических исследований

2.6 Выводы по результатам теоретических исследований

3 Экспериментальные исследования процесса взаимодействия винтового бура с мерзлым грунтом

3.1 Задачи и методика экспериментальных исследований

3.2 Первый этап экспериментальных исследований моделей винтовых буров с грунтом

3.3 Второй этап экспериментальных исследований моделей винтовых буров с грунтом

3.4 Анализ результатов экспериментальных исследований взаимодействия моделей винтовых буров с грунтом

3.5 Выводы по результатам экспериментальных исследований

4 Рекомендации к практическому применению винтового бура на мерзлых грунтах

4.1 Методика инженерного расчета основных параметров винтового бура

4.2 Вывод по главе

Заключение

Список используемой литературы ПРИЛОЖЕНИЕ

112

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Обоснование рациональных параметров бурового инструмента для вечномерзлых грунтов»

Введение

Актуальность темы исследований. На большей части территории России распространено сезонное промерзание грунтов, а более 60 % занимают многолетнемерзлые породы. В связи с активным освоением этих территорий возникают трудности при бурении грунтов. Причиной этого является достаточно сложная структура мерзлых грунтов, которые характеризуются особенностью физико-механических свойств, высокой прочностью и абразивностью. В большинстве случаев при механическом вращательном бурении применяются два способа разрушения: резание и дробящее действие. Такие характеры деформации являются энергоемкими.

Для производства буровых работ на вечномерзлых грунтах применяют машины повышенной мощности, что приводит к повышенным энергетическим затратам. Имеющееся огромное разнообразие средств механизации, методов и совершенствования технологий, не позволяет решить вопрос механизации зимних земляных работ.

Винтовые рабочие органы для бурения мерзлых грунтов представляют собой простую конструкцию. При работе данного класса рабочих инструментов за счет хрупкого разрушения мерзлого грунта, в большей степени, которой преобладает деформация сдвигом. Такой процесс соответствует меньшим энергозатратам по сравнению с другими видами буровых инструментов. Отличительной особенностью таких инструментов является возможность самозавинчивания под действием только крутящего момента, без приложения осевой нагрузки, что является серьезным достоинством для бурения мерзлых грунтов.

Поскольку винтовые рабочие органы имеют сравнительно низкую энергоемкость и возможность самозавинчивания, в этом случае весьма эффективным решением является использования винтового бура в начале которого располагается заходная часть, обеспечивающая погружение бура, далее будет разрушающая часть, которая будет производить разрушения грунта сколом

в сторону открытой поверхности. Такой процесс бурения мерзлого грунта не изучен. Поэтому исследования, направленные на изучение процесса взаимодействия винтового бура с мерзлым грунтом, с целью совершенствования конструкции винтового бура и возможности применения его в процессе бурения мерзлого грунта, являются актуальной научной задачей.

Степень разработанности.

Большой вклад в развитие винтовых рабочих органов внесли И.Г. Мартюченко, М.И. Стрелюхин, Ю.Е. Ветлов и другие ученые. Труды указанных авторов направлены главным образом на изучение процесса взаимодействия винтового рабочего органа с мерзлым грунтом и развиваемую тяговую способность.

Следует отметить, что в известных работах нет сведений о влиянии винтовой лопасти на деформацию отрыва мерзлого грунта в процессе бурения. Следовательно, необходимо провести исследования, которые позволят определить рациональные геометрические параметры винтового бура, обеспечивающие менее энергоемкий процесс бурения мерзлого грунта.

Цель работы. Повышение эффективности работы винтового бура за счет совершенствования конструкции на базе установленных закономерностей, позволяющих определить его рациональные параметры и снизить энергоемкость процесса бурения.

Идея работы. Винтовой бур в процессе бурения винтовой лопастью создает расклинивающее усилие и сколом грунта образовывает ствол скважины, что обеспечивает снижение энергоемкости бурения и повышает механическую скорость бурения скважин.

Задачи исследований:

1. На основании анализа винтовых рабочих органов и анализа процессов их взаимодействия с грунтовой средой, обосновать перспективность использования винтового бура на вечномерзлых грунтах.

2. Разработать математическую модель процесса взаимодействия винтового бура с мерзлым грунтом.

3. На основании теоретических исследований процесса взаимодействия винтового бура предлагаемой конструкции с мерзлым грунтом, установить влияние угла поворота радиуса винтовой лопасти, при котором происходит его приращение на разрушающей части, угла наклона образующей верхней поверхности винтовой лопасти к оси вращения и угла подъема средней винтовой линии винтовой лопасти на крутящий момент, на энергоемкость процесса бурения и на отношение диаметра получаемой скважины к максимальному диаметру винтовой лопасти.

4. Провести экспериментальные исследования в лабораторных условиях, направленные на изучение физических процессов взаимодействия моделей винтовых буров с грунтовой средой, а также провести оценку достоверности выдвинутой гипотезы и теоретических исследований.

5. Разработать рекомендации по выбору основных параметров винтового бура, предназначенного для бурения мерзлого грунта, так же разработать методику расчета энергоемких показателей бура с учетом влияния геометрических параметров винтовой лопасти.

Научная новизна работы:

1. Впервые разработана математическая модель процесса бурения мерзлого грунта винтовым буром деформацией отрыва грунтовой среды.

2. Получены функциональные зависимости величин крутящего момента, энергоемкости процесса бурения и отношения диаметра получаемой скважины к максимальному диаметру винтовой лопасти от угла поворота радиуса винтовой лопасти, при котором происходит его приращение на разрушающей части, угла наклона образующей верхней поверхности винтовой лопасти к оси вращения и угла подъема средней винтовой линии винтовой лопасти.

3. Предложена методика выбора рациональных геометрических параметров винтового бура.

4. Предложена методика определения энергоемких показателей винтового бура в процессе бурения с учетом влияния геометрических параметров винтовой лопасти.

Методология и методы исследования. При выполнении диссертационной работы использовались: теория разрушения мерзлых грунтов; теория механики грунтов; системный анализ и моделирование, методы математической статистики. Экспериментальные исследования проводились по общепринятым методикам с использованием измерительных приборов, а оценка результатов выполнялась известными методами статистического анализа.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Математическая модель процесса взаимодействия винтового бура, новой геометрической формы винтовой лопасти с грунтовой средой;

2. Функциональные зависимости величин крутящего момента, энергоемкости процесса бурения и отношения диаметра получаемой скважины к максимальному диаметру винтовой лопасти от угла поворота радиуса винтовой лопасти, при котором происходит его приращение на разрушающей части, угла наклона образующей верхней поверхности винтовой лопасти к оси вращения и угла подъема средней винтовой линии винтовой лопасти;

3. результаты экспериментальных исследований процесса взаимодействия винтового бура с мерзлым грунтом, а также экспериментальная проверка результатов теоретических исследований в лабораторных условиях на моделях винтовых буров;

4. методика выбора основных геометрических параметров винтового бура предназначенного для бурения мерзлого грунта, и методика расчета энергоемких показателей бура в зависимости от геометрических параметров винтовой лопасти бура и грунтовых условий.

Теоретическая и практическая значимость работы.

В ходе выполнения диссертационной работы получены теоретически и практически значимые результаты, которые заключаются:

- в разработке математической модели процесса взаимодействия винтового бура, новой геометрической формы винтовой лопасти с мерзлым грунтом;

- в разработке новой геометрической формы винтового бура для процесса бурения мерзлом грунта;

- в разработке методики выбора и расчета основных геометрических параметров винтового бура для процесса бурения мерзлом грунта;

- в методике расчета величин крутящего момента, энергоемкости процесса бурения и отношения диаметра получаемой скважины к максимальному диаметру винтовой лопасти в зависимости от геометрических параметров винтового бура и грунтовых условий;

- в создании экспериментального стенда для проведения учебных и научно-исследовательских работ и дальнейшего развития научных исследований в данной тематике;

Новизна предложенной геометрической формы винтовой лопасти подтверждена патентами на изобретение №27266751, №2726753.

Реализация работы.

- разработанный метод выбора рациональных геометрических параметров винтового бура для процесса бурения мерзлого грунта внедрен в ЗАО «Геотехника - С»;

- результаты научных исследований в виде методики выбора и расчета основных параметров винтового бура, а также экспериментальный стенд используются в учебном процессе при выполнении курсового и дипломного проектирования, а также при выполнении НИР студентами специальности «23.05.01 - «Наземные транспортно-технологические средства».

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций базируется на конкретном использовании фундаментальных законов физики, механики, теории механики грунтов и разрушения мерзлых грунтов, аппарата математической статистики и подтверждается корректностью допущений принятых при разработке математической модели и сходимости теоретических и экспериментальных исследований взаимодействия винтового бура с мерзлым грунтом. Расхождение результатов математического

моделирования и проведенных экспериментальных исследований не превышает 10%.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях: Международная научно-практическая конференция «Энерго-ресурсосберегающие технологии и оборудование в дорожной и строительной отраслях» в Белгородском государственном технологическом университете им. В.Г. Шухова (г. Белгород, 2020 г.); IV Международная научно-практическая конференция «Архитектурно-строительный и дорожно-транспортный комплексы: проблемы, перспективы, инновации» в Сибирском государственном автомобильно-дорожном университете (г. Омск, 28-29 ноября 2019 г.); 24-я московская международная межвузовская научно-техническая конференция студентов, магистрантов, аспирантов и молодых ученых «Подъемно-транспортные, строительные, дорожные, путевые машины и робототехнические комплексы» в МГТУ им. Н.Э. Баумана (г. Москва, 2020 г.); V Международная научно-практическая конференция «Архитектурно-строительный и дорожно-транспортный комплексы: проблемы, перспективы, инновации» в Сибирском государственном автомобильно-дорожном университете (г. Омск, 3-4 декабря 2020 г.); Международная научно-практическая конференция «Научно-технические вопросы освоения Арктики: настоящее и будущее» (г. Санкт-Петербург, 10-11 сентября 2020 г.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 16 печатных работ, в том числе 4 в научных изданиях, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ, 1 монография, 5 работ опубликованы в материалах международных конференций, проходивших в РФ, 1 работа опубликована в сборниках Всероссийских научных конференций. Получено 3 патента на изобретение.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 170 наименований, 6 приложений. Текст изложен на 134 страницах и включает 39 рисунков и 9 таблиц.

1 Анализ современных исследований и направлений развития бурового

инструмента для мерзлых грунтов

1.1 Особенности бурения вечномерзлых грунтов и проблемы выбора

бурового инструмента

Многолетняя мерзлота и территории сезонного промерзания грунтов

Л

занимают площадь около 10 млн. км , или более 60% территории России [7, 13, 14, 48, 53, 58, 157, 161-170]. Южная граница распространения мерзлоты проходит с северо-запада на юго-восток от Кольского п-ова к устью р. Мезень и далее почти по Северному полярному кругу до Урала [59, 90, 105, 121, 138, 144, 148].

Производство буровых работ является одним из дорогостоящих видов строительных работ [12, 15, 92]. В связи с активным освоением территории сезонно-мерзлых и вечномерзлых грунтов возникают трудности при бурении, что обуславливается постоянным созданием новых или совершенствованием существующих буровых инструментов [55, 56, 74, 91].

Последнее время буровые работы, производимые при гражданском и промышленном строительстве, при сооружении свайных фундаментов различного технологического назначения, а также при проведении разведочных работ и при добыче полезных ископаемых все больше и больше ведутся в районах вечной мерзлоты. Существует большое количество различных способов бурения и видов буровых инструментов, используемых на мерзлых грунтах. Однако, в процессе бурения в вечномерзлых грунтах возникают сложности [18, 22, 23, 25-36, 37, 60]. Самый эффективный способ их предотвращения является грамотный выбор способа и технологического решения, что позволит повысить производительность и снизить энергоемкость процесса бурения.

По принципам разрушения мерзлого грунта бурение скважин можно осуществлять следующими способами, принципиально отличающимися по своей физической природе:

- физический;

- механический.

К физическому способу бурения мерзлого грунта относится термический, гидравлический, электрогидравлический, взрывной, плазменный и др.

Термический способ бурения основан на разрушении грунтовой среды на забое скважин под действием высокотемпературных газовых струй, которые вылетают из сопел горелки с огромной скоростью. Важным недостатков термического способа бурения является ограниченность глубины бурение, так как разрушенная порода на поверхность выходит под действием восходящим газовым потоком, давление которого уменьшается с увеличением глубины скважины. К недостаткам, так же, относится сложность процесса бурения, которая включает подготовительные работы, и дороговизну такого способа бурения [33, 88, 107, 117, 120, 128].

Похожий принцип действия осуществляет гидравлический способ бурения, только вместо газовых струй подается жидкость. Помимо перечисленных выше недостатков, так же можно отнести то, что при отрицательных температурах буровой инструмент замерзает в грунте, и это приводит к остановки процесса бурения и последующего трудозатратного извлечения или потери бурового инструмента [66, 89, 119, 143].

Большой ряд недостатков физических способов бурения мерзлого грунта приводит к выводу о нецелесообразности использования этих способов бурения при проведении земляных работ на мерзлых грунтах. Поэтому наибольшее распространение имеют буровые установки с применением механических методов бурения.

По различным данным этим методом производится до 90% всего объема буровых работ. Механическое бурение - это бурение скважин, при котором разрушение породы осуществляется механическим воздействием

породоразрушающим инструментом на породу забоя [51, 81, 106]. К механическим относят ударный, вращательный, ударно-вращательный и вибрационный способы. Недостатками ударного и вибрационного способов бурения являются:

- сложная конструкция и отрицательное влияние динамических нагрузок, передающихся на буровое оборудование;

- быстрое затупление режущей части бурового инструмента, а также поломка резцов;

- искривление ствола скважины;

- малая производительность и скорость бурения;

- налипание грунта на рабочие поверхности и дальнейший выход из строя.

Менее энергоемким и наиболее результативным способом механического

бурения является вращательный. Такой способ бурения в большинстве случаев осуществляется резанием или дроблением грунта [49, 73, 110, 118].

Производство буровых работ механическими способами требует, как правило, применение машин повышенной мощности и соответственно повышенных энергетических затрат. Несмотря на имеющееся огромное разнообразие средств механизации, методов и совершенствования технологий, вопрос механизации зимних земляных работ при строительстве остается до конца не решенным [45, 47, 54, 98, 113113, 142, 147].

При бурении мерзлого грунта вращательным способом необходимо постоянное воздействие осевого усилия на буровой инструмент, что приводит к быстрому износу бурового инструмента.

Существует ряд проблем, с которыми сталкиваются при бурении мерзлых и вечномерзлых грунтов, одной из которых являются его прочностные свойства, относящие его к VII-VIII категории грунта по числу ударов плотномера ДорНИИ [19, 40-42, 53]. Прочность таких мерзлых грунтов соизмерима с прочностью бетона и преодолеть её буровым инструментом достаточно энергозатратный и дорогостоящий процесс. Так же мерзлый грунт имеет высокую абразивность, которая соответствует 66 - 100 мг, что приводит к износу поверхности рабочего

органа в процессе бурения [79, 80]. К важному фактору, осложняющим процесс бурения можно отнести неоднородность мерзлых грунтов, а именно наличие талых слоев с большим содержанием влаги, глинистых и торфяных частиц в мерзлых породах [112, 114, 125, 137, 138]. Это сказывается на выборе бурового инструмента, так как каждый инструмент оптимально применять на определенных типах грунтов [108, 159, 160].

Важным фактором, влияющим на энергоемкость процесса бурения, является физический процесс разрушения мерзлого грунта. Особенности механики разрушения мерзлых грунтов представлены в работах известных ученых Н.А. Цытовича [149-151], С.С. Вялова [26-3233], Д.И., Федорова, В. В. Сурикова, Д.А. Лозового [87], Н.К. Пекарской [115, 116], Л.Т. Романа [122] и др. [4-6, 25, 158].

В мерзлых грунтах во всех случаях содержится незамёрзшая вода, количество которой зависит от температуры, состава и засоленности грунта [83, 105]. Вечномерзлые грунты с большим содержанием незамёрзшей воды характеризуются большей пластичностью, чем грунты с незначительным содержанием незамёрзшей воды [56-58, 61, 69]. При бурении грунтов с незначительным содержанием незамёрзшей воды проявляются их хрупкие свойства, что приводит к их раскалыванию рабочим элементом бура по плоскости спайности льда, давая крупный обломочный шлам [74-76, 80].

Механическая прочность мерзлых грунтов зависит так же от вида деформации, от скорости приложения нагрузки, от геометрической формы и размеров породоразрушающих элементов, от траектории приложения нагрузки и от физико-механических характеристик грунта [81, 136, 146]. Важным показателем сопротивления грунта различным видам деформации, а в последствии и показателем энергоемкости процесса бурения является относительное соотношение удельного сопротивления мерзлого грунта, которое соответствует различным видам деформации грунта, показанным в табл. 1.

Наибольшее сопротивление разрушения мерзлого грунта возникает при деформации вдавливания, которая значительно превосходит деформацию резания и в ещё большей степени деформацию сжатия, что необходимо учитывать как при

создании буровых инструментов, так и при определении режимов разрушения мерзлых грунтов с целью снижения энергоемкости процесса бурения [98].

Таблица 1 - Относительные соотношения удельного сопротивления мерзлого

грунта различным видам деформации

Характер деформации Разрыв Сжатие Сдвиг Изгиб Резание Вдавливание

Среднее значение относительного показателя 1 3 1,7 2 7 21

В настоящее время для бурения мерзлых грунтов используются различные виды бурового инструмента, реализующие различные виды деформации породы. По характеру разрушения мерзлого грунта буровые долота разделяют: режущего, режуще-скалывающего, дробящего и режуще-дробящего действий. Каждый тип бурового инструмента имеет свои преимущества на определенных типов грунта. Таким образом, выделяют лопастные, шарошечные и комбинированные буровые инструменты, которые наиболее часто используются при бурении скважин.

Большой вклад в изучение буровых инструментов, и протекающих процессов механического бурения вечномерзлых грунтов, внесли такие ученые как Б.Б. Кудряшов, В.Г. Бугаев, А.М. Яковлев, Н.Н. Страбыкин, Б.А. Катанов, В.Н. Кисуриц, Г.М. Осипов, С.С. Филиппов, А.Е. Беляев, С.А. Линьков, Ю.Г. Власов, А.К. Данилов, А.М. Магурдумов, А.В. Марамзин, Р.Б. Желукевич, К.Е. Виницкий, П.В. Борденов, Л.И. Кантович, Н.В. Мельников, В.В. Царицын, В.А. Перетолчин и др. [ 109, 127, 129, 130, 140, 141, 152-156].

Исследованию и развитию буровых инструментов, которые осуществляют разрушение грунта деформацией резания и истиранием посвящены работы как отечественных ученых В.Г. Бугаева, Н.Г. Тимофеева, Р.М. Скрябина, Б.В.

Яковлева, С.А. Линькова, С.П. Ереско, Ю.П. Никифорова, В.Д. Рубцова и др. [24, 66, 86, 111130], так и зарубежных Li H., Liu S., De Moura J.

К буровым инструментам, осуществляющим деформацию резания мерзлого грунта, относятся лопастные долота для бурения скважин. Значительный вклад в разработку, изучение и внедрение лопастных долот внесли Дверий В.П., Вареник В.А., Чернышев И.И., Дуда З.Н., Бабенко Г.С. [1].

Лопасти долота (рис.1.1) располагаются по периметру корпуса и воспринимают сопротивление разрушения грунта. В процессе бурения, кромки лопастей долота погружаются в грунт и далее происходит деформация резания мерзлого грунта с последующим скоблящим действием. Реализуемый характер деформации грунта, при бурении такого типа инструментом, является энергоемким, что обуславливается характером разрушения мерзлого грунта. Такой характер разрушения грунта соответствует деформации резания. Усилия затрачиваемые на процесс резания грунта соответствуют значению 7 по критерию относительного показателя для мерзлого грунта (табл.1). Деформация резания породы сопровождается высоким сопротивлением вдавливания породоразрушающих элементов долота в мерзлый грунт, что приводит к большим значениям осевых нагрузок. Это объясняется тем, что более прочный грунт, в виде мерзлого песка, препятствует его разрушению в момент взаимодействия с лопастным долотом. Так же снижается срезаемая толщина породы, равной глубине внедрения лопасти в грунт и, соответственно, снижается скорость бурения грунта.

Рисунок 1.1 - Лопастное долото для бурения скважин

В качестве основных проблем при использовании лопастных долот следует отметить повышенный износ бурового инструмента. Интенсивный износ режущих лопастей происходит, от периферийной зоны до центральной части долота, за счет постоянного контакта с забоем, что приводит к уменьшению диаметра ствола скважины. Отсутствует центрируемость в процессе бурения, что приводит к искривлению ствола скважины. Возможность работы только на талых и на некоторых мерзлых грунтах.

Для уменьшения интенсивности износа используют режуще-скалывающие долота со ступенчатой схемой взаимодействия резцов с мерзлым грунтом. Подобный принцип деформации грунта осуществляет рабочий орган для бурения скважин в грунте (рис. 1.2), который исследовали Рубцовый В. Д., Бугаев В.Г., Линьков С.А., Тимофеев Н.Г. [2].

Рисунок 1.2 - Рабочий орган для образования бурения скважин в грунте

В предлагаемом устройстве долота резцы установлены под углом друг к другу так, что плоскость резания каждого резца проходит через продольную ось стержня. Рабочий процесс, осуществляемый долотами со ступенчатыми лезвиями, является менее энергоемким по сравнению с процессом бурения, реализуемого лопастными долотами со сплошной кромкой на 25-30%. Такое снижение энергоемкости объясняется характером взаимодействия рабочих элементов с грунтом, которое соответствует деформации резания и скалывания породы. Последовательное расположение резцов долота позволяет снизить сопротивление вдавливания породоразрушающих элементов в грунт, что приводит к увеличению срезаемой толщины мерзлого грунта и, соответственно, к увеличению скорости бурения до 10%. Так же долото имеет забурник, что приводит к облегчению забуривания в твердые породы и обеспечивает равномерность образования ствола скважины.

Однако у таких типов буровых инструментов имеются недостатки. Важным недостатком является возможность работать только на талых и пластичномерзлых грунтах. Процесс бурения на твердомерзлых грунтах из-за непрерывного контакта рабочей поверхности долота с грунтов приводит к интенсивному износу рабочих кромок, и как следствие, уменьшение диаметра ствола скважины, снижение производительности бурения на вечномерзлых грунтах, повышение расхода

буровых долот, увеличение стоимости бурения и к последующему прекращению процесса бурения. Так же к недостаткам можно отнести не возможность смены изношенных резцов.

При бурении мерзлых грунтов с различными физико-механическими свойствами, а также в случаях слоистого залегания талых грунтов, большой эффективностью процесса бурения обладают адаптивные долота (рис. 1.3). Различные варианты конструкций адаптивных долот исследовали В.С. Исаков, Н.З. Тхань [62].

Конструкция данного долота имеет забурник и схожий принцип разрушения мерзлого грунта с реализуемым разрушением лопастным долотом. Особенностью адаптивного долота является подвижная лопасть долота, которая удерживается упругим элементом при бурении мягких пород, что уменьшает площадь контакта и соответственно уменьшает износ бурового инструмента. При увеличении твердости мерзлого грунта упругий элемент сжимается. Под действием осевого задавливающего усилия лопасти долота погружаются в мерзлый грунт и дальше происходит деформация резания и истирание грунта, что является энергозатратным процессом бурения (табл.1). Данный принцип взаимодействия подвижной лопасти долота с грунтом позволяет уменьшить значение

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Зенин Максим Иванович, 2022 год

Список используемой литературы

1. А.с. 196008 СССР, МПК Е021Ь. Лопастное долото для бурения скважин / Дверий В.П., Вареник В.А., Чернышев И.И., Дуда З.Н., Бабенко Г.С. (СССР). - 944645/22-3; заявлено 01.03.1965; опубликовано 30.06.1967, Бюл. 11. - С.2.

2. А.с. 279473 СССР, МПК E021F 5/20. Рабочий орган для образования бурения скважин в грунте / Рубцов В. Д. (СССР). - 1061073/29-14; заявлено 14.03.1966; опубликовано 21.08.1970, Бюл. 26. - С.2.

3. А.с. 804748 СССР, МПК E02F 5/30. Устройство для разработки мерзлого грунта / Макашев Г.Е., (СССР). - 2745037/29-03; заявлено 03.04.1979; опубликовано 15.02.1981, Бюл. 6. - С.3.

4. А.с. 1154416 СССР, МПК E02F 5/18. Рабочий орган для бурения скважин в грунте / Ромакин Н.Е., (СССР). - 3561285/29-03; заявлено 09.03.1983; опубликовано 07.05.1985, Бюл. 17. - С.2.

5. А.с. 1254123 СССР, МПК E02F 5/30. Винтовой рабочий орган для разработки мерзлых грунтов / Макашев Г.Е., Ташлыков П.Г., Солодовников А.Б. (СССР). - 3467825/29-03; заявлено 09.07.1982; опубликовано 30.08.1986, Бюл. 32. - С.3.

6. А.с. 1710689 СССР, МПК Е021В 7/24. Рабочий орган для разработки грунтов / Мартюченко И.Г., Стрелюхин М.И., Цымбалов А.А. (СССР). -4750478/03; заявлено 18.10.1989; опубликовано 07.02.1992, Бюл. 5. - С.2.

7. Абалаков А.Д. География Сибири в начале XXI века / Абалаков А.Д., Андреев С.Г., Антипова Е.М., и др. в 6 томах / Новосибирск, 2016. -том 6 «Восточная Сибирь». - 396 с.

8. Агеенко В. А., Тавостин М. Н. Испытание мерзлых грунтов в условиях трехосного сжатия для определения реологических характеристик //Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). -2018. - №. 5.

9. Аксёнов В. И., Геворкян С. Г., Дорошин В. В. Вид зависимости прочностных и физических свойств мёрзлых песков от их суммарной влажности (льдистости) //Экологическая геология: теория, практика и региональные проблемы. - 2017. - С. 104-106.

10.Аксёнов В.И., Геворкян С. Г., Дорошин В. В. Зависимость прочностных и физических свойств мёрзлых песков от влажности //Основания, фундаменты и механика грунтов. - 2017. - №. 6. - С. 35-39.

11. Алимов О. Д., Ряшенцев Н. П., Фролов А. В. О создании электрических машин вращательно-ударного действия //Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. - 1965. - Т. 129.

12. Андреев О. Ф., Малеванский В. Д. Методы создания надежных скважин в районах распространения многолетнемерзлых пород //Бурение и эксплуатация скважин в зоне мерзлоты. М. - 1981. - С. 3-23.

13.Анисимов О. А. и др. Глава 8. Континентальная многолетняя мерзлота //Методы оценки последствий изменения климата для физических и биологических систем. /Под ред. СМ Семенова/.- М., НИЦ «Планета. -2012. - С. 301-359.

14.Анисимов О. А., Шерстюков А. Б. Оценка роли природно-климатических факторов в изменениях криолитозоны России //Криосфера Земли. - 2016. -Т. 20. - №. 2. - С. 90.

15.Базилевич С. В., Кузнецов С. М., Шипилова Н. А. Доверительный интервал модели продолжительности бурения скважин в вечномерзлых грунтах //Фундаментальные научные исследования: теоретические и практические аспекты. - 2016. - С. 71-74.

16.Баловнев В.И. Методы физического моделирования рабочих процессов дорожно-строительных машин. - М.: Машиностроение, 1974. - 232с.

17.Баловнев В.И. Моделирование процессов взаимодействия со средой рабочих органов дорожно-строительных машин. - М.: Высш. школа, 1973. -335 с.

18.Белин В. А., Трусов А. А., Батсуурь Л., Гомбосурэн П., Цэдэнбат А. Способ взрывания горных пород с включениями мерзлоты. Патент Российской Федерации на изобретение № 2263877. Опубликовано: 10.11.2005 Бюлл. № 31.

19.Белов В.И. Некоторые особенности конструкций скважин на севере Канады // Нефт. хоз-во. - 1975. - № 4. - С. 67-68.

20.Беляев А.Е. Повышение работоспособности шарошечного и комбинированного бурового инструмента: дис. ... канд. техн. наук. -Иркутск, 1984. - 251 с.

21. Бовин К. А. Анализ эксплуатации техники бурения на карьерах Сибирского региона //Вестник научных конференций. - ООО Консалтинговая компания Юком, 2017. - №. 4-2. - С. 12-16.

22. Бовин К. А., Гилёв А. В., Шигин А. О. Технико-экономические показатели бурения взрывных скважин отечественными и зарубежными буровыми станками //Технологическое оборудование для горной и нефтегазовой промышленности. - 2018. - С. 172-175.

23. Богомолов Р. М. и др. Бурение дополнительных боковых стволов долотами PDC //Оборудование и технологии для нефтегазового комплекса. - 2018. -№. 2. - С. 17-20.

24. Бугаев В. Г., Ереско С. П., Бугаев И. В. Выбор рационального угла резания мерзлых грунтов при бурении строительных скважин //Строительные и дорожные машины. - 2018. - №. 2. - С. 30-36.

25.Валигура Н. С. Способы бурения неглубоких скважин //Разведка и охрана недр. - 2014. - №. 2. - С. 27-30.

26.Васильев П. Н., Ефремов А. П. Способ разработки месторождений в условиях многолетней мерзлоты. - 2002.

27. Вахидов, У.Ш. Машины для разработки льда, снега и мёрзлого грунта / У.Ш. Вахидов, И.А. Ерасов, Ю.И. Молев, В.А. Шапкин. - Нижний Новгород: Изд-во Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева, 2013. - 156 с.

28. Вознесенский В.А. Статистические методы планирования эксперимента в технических исследованиях. - М.: Статистика. 1971. - 192с.

29.Волохов С. С. Изменение криогенного строения мерзлых глинистых грунтов при сдвиге //Криосфера Земли. - 2007. - Т. 11. - №. 3. - С. 35-43.

30.Вялов С. С. Методика определения характеристик ползучести, длительной прочности и сжимаемости мерзлых грунтов. - Москва: Наука, 1966.

31.Вялов С. С., Разбегин В. Н. Реология мерзлых грунтов //М.: Стройиздат. -2000. - С. 115-200.

32. Вотяков И. Н. Физико-механические свойства мерзлых и оттаивающих грунтов Якутии. - Наука, 1976.

33.Галиуллович Г. У. М., Макарский Н. А., Янгиров И. В. Исследования термического режима мерзлых пород, находящихся под тепловым воздействием нефтедобывающей инфраструктуры //Arctic Evironmental Research. - 2015. - №. 2.

34.Геворкян С. Г. Зависимость критического коэффициента интенсивности напряжений мерзлого песка от его суммарной влажности (льдистости) //Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. - 2018. - №. 9.

- С. 9-16.

35. Геосистем И. Д. Оценка влияния толщины снежного покрова на деградацию мерзлоты при потеплении климата //Известия РАН. Серия географическая.

- 2006. - №. 4. - С. 40-46.

36.Герасимов Д. С. и др. О влиянии режима нагружения на механические свойства мерзлых грунтов //Наземные транспортно-технологические комплексы и средства. - 2016. - С. 73-77.

37.Германов А. А. Совершенствование технологии разработки сезонно-мерзлых моренных грунтов буровзрывным способом //Resources and Technology. - 1999. - №. 2.

38.ГОСТ 20522 - 96 Межгосударственный стандарт. Грунты. Методы статистической обработки результатов испытаний. - М.: Издательство стандартов 1997. - 25с.

39.Гринчар Н. Г., Шошин А. С., Чалова М. Ю. Применение современных буровых машин в транспортном строительстве //Научно-технический вестник Брянского государственного университета. - 2020. - №. 4.

40. Гриценко А. И. и др. Актуальные проблемы технологии бурения скважин на месторождениях ОАО "Газром". Часть 2 //Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. - 2014. - №. 4. - С. 7-18.

41.Грязнов Г. С. Особенности глубокого бурения скважин в районах вечной мерзлоты //Недра. - 1969.

42.Губенков Е. К. Бурение в вечной мерзлоте //Информ. науч.-техн. сб.«Метрострой». М. - 1979. - №. 7.

43. Джонсон П., Лион Ф. Статистика и планирование эксперимента в технике и науке: Методы планирования эксперимента. - М.: Мир, 1981. - 520 с.: ил.

44. Джонсон П., Лион Ф. Статистика и планирование эксперимента в технике и науке. Методы обработки данных. - М.: Мир, 1980. - 610 с.: ил

45. Дойников Ю. А. и др. Разработка параметрического ряда буровых долот, режущего и комбинированного типов //Горное оборудование и электромеханика. - 2010. - №. 1. - С. 37-40.

46. Дойников Ю. А., Беляев А. Е. Ресурсосберегающие технологии бурения взрывных скважин на алмазорудных карьерах Якутии //Горный журнал. -2012. - №. 4. - С. 42-44.

47. Дойников Ю. А., Перетолчин В. А., Беляев А. Е. Геометрические параметры режущих долот со сменными резцами //Рациональное природопользование при освоении ресурсов Сибирского региона. - 1998. - С. 69-76.

48.Долгих Н. М. Значение многолетней мерзлоты на территории западной Сибири //ББК 1 А28. - 2019. - С. 134.

49. Долгушин В. В. Развитие методологии моделирования процессов технологии бурения и скважинных механизмов. - 2008.

50. Егоров И. А. Совершенствование техники и технологии проходки шурфов буровым способом при разведке россыпных месторождений криолитозоны

//Геология и минерально-сырьевые ресурсы Северо-Востока России. - 2016.

- С. 636-639.

51. Егоров И. А., Ефимов Д. Н. О совершенствовании долот шнекового бурения большим диаметром на россыпных месторождениях в криолитозоне //Геология и минерально-сырьевые ресурсы Северо-Востока России. - 2015.

- С. 154-157.

52.Ерасов, И.А. Мерзлые грунты. Методы разработки: учебное пособие/И.А. Ерасов, А.П. Куляшов, Ю.И. Молев, В.А. Шапкин. -М.: «Компания Спутник+», 2006. -420 с.

53.Ефименко Н. С. Осложнения, возникающие при бурении скважин в многолетнемёрзлых породах, и способы борьбы с ними //Проблемы геологии и освоения недр: труды XXI Международного симпозиума имени академика МА Усова студентов и молодых ученых, посвященного 130-летию со дня рождения профессора МИ Кучина, Томск, 2017 г. Т. 2. - С. 489-491.

54. Желукевич Р.Б. Разработка мерзлых грунтов землеройными машинами с дисковым инструментом: монография/Р. Б. Желукевич; М-во образования и науки Российской Федерации, Сибирский федеральный ун-т, Ин-т нефти и газа. -Красноярск: СФУ, 2012.

55.Зварыгин В. И. Экспериментальные исследования зависимостей технологических параметров бурения //Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. - 1966. - Т. 151. 56.Зварыгин В. И., Сулакшин С. С. Методика выбора оптимальных условий бурения //Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. - 1969. - Т. 166. 57.Зеленин А. Н. Основы разрушения грунтов механическими способами //М.:

Машиностроение. - 1968. - Т. 375. 58.Земцов А. А. и др. О границах распространения и времени образования вечной мерзлоты в Западно-Сибирской низменности. - 1958.

59.Земцов А. А. Многолетняя мерзлота и ее влияние на рельеф Западной Сибири //Геоморфология Западно-Сибирской равнины:(Объяснительная записка к Геоморфологической карте Западно-Сибирской равнины масштаба 1: 1500000). Региональная геология Вып. 134. Новосибирск, 1972. С. 70-79. - 1972.

60. Иванов В. В., Никифоров Н. В. Способы бурения в условиях многолетней мерзлоты //Западно-Сибирский нефтегазовый конгресс. - 2019. - С. 7-10.

61. Ивкин В.С. Влияние физико-механических свойств грунтов на работу машин для земляных работ / В.С. Ивкин, М.О. Алашеев // Вестник УлГТУ. - 2015. - №3. - с. 62 - 67.

62. Исаков, Владимир Семенович, and Нгуен Зуй Тхань. "Обоснование выбора упругого элемента для адаптивного режущего долота." Advanced Engineering Research. - 2018. - №18. - с.163-170.

63.Ишкильдина Д. Ф. Сопротивление многолетнемерзлых грунтов сжатию и растяжению / Д.Ф. Ишкильдина, Н.И. Нугманова, Ю.О. Танашевич, К.А. Игликова // Закономерности и тенденции инновационного развития общества. - 2020. - С. 48-49.

64.Каменских С. В., Баринов С. В. Влияние природно-климатических условий крайнего севера на темпы строительства скважин //Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. - 2009. - №. 10. - С. 6-8.

65.Карнаухов Н. Н. Механика мерзлых грунтов и принципы строительства нефтегазовых объектов в условиях Севера. под ред. Н. Н. Карнаухова. - Сер. Высшее нефтегазовое образование. - 2008. - с. 430.

66.Карху А. В., Скрябин Р. М., Тимофеев Н. Г. Совершенствование техники и технологии бурения скважин большого диаметра в условиях многолетнемерзлых пород //Горная промышленность. - 2013. - №. 2. - С. 142-142.

67.Катанов Б. А. Комбинированные режуще-шарошечные буровые долота со встроенными упругими элементами //Горный информационно-

аналитический бюллетень (научно-технический журнал). - 2005. - №. 2. -С. 88-90.

68.Катанов Б. А. О рациональной конструкции комбинированных буровых долот // Горное оборудование и электромеханика. - 2008. - №. 12. - С. 1617.

69.Катанов Б. А. Основные направления дальнейшего совершенствования породоразрушающего инструмента карьерных буровых станков //Уголь. -2007. - №. 1. - С. 3-5.

70.Катанов Б. А. Развитие компоновочных схем режуще-шарошечных долот // Вестник Кузбасского государственного технического университета. - 2004. - №. 6.1. - С. 55-57.

71. Катанов Б. А. Режуще-шарошечные долота - перспективный вид бурового инструмента // Совершенствование технологических процессов при разработке месторождений полезных ископаемых. - Кемерово, 2001. - С. 127 - 130.

72.Катанов Б.А., Сафохин М.С. Инструмент для бурения взрывных скважин на карьерах. - М.: Недра, 1989. - 173 с.

73.Катков Г. А. Характер деформирования льдопородного массива при подземной разработке месторождений в криолитозоне // ЮВ Мищенко, МК Сороченко, АП Филатов, 2005. - №2. - С. 226-228.

74. Керимов В. Ф., Севастьянов Е. А., Аносов Е. А. Бурение скважин в мерзлых породах //Техника и технология строительства и ремонта нефтяных и газовых скважин. - 2015. - С. 44-47.

75. Коваленко В. И. Эффективный способ бурения инженерно-геологических скважин в мерзлых грунтах //Основания, фундаменты и механика грунтов. -1978. - №. 2.

76.Коновалов А. А. К теории прочности мерзлого грунта //Криосфера Земли. -2009. - Т. 13. - №. 1. - С. 31-39.

77. Коновалов А. А. О деформации и разрушении мерзлых грунтов //Криосфера Земли. - 2002. - Т. 6. - №. 4. - С. 54-62.

78.Коновалов А. А. Фазовое равновесие и длительная прочность мерзлого грунта //Криосфера Земли. - 2007. - Т. 11. - №. 3. - С. 51-62.

79.Коротков С. А., Шпильман А. В., Денисенко К. С. Проблемы бурения, крепления и эксплуатации скважин в сложных геокриологических условиях. Способы их решения //ББК 33.131 Б 912. - 2018. - С. 59.

80.Красноштанов С. Ю., Перфильев В. А. Факторы, влияющие на эффективность буровых работ в условиях крайнего севера // Инновационные научные исследования: теория, методология, практика. -2018. - С. 71-75.

81.Кудряшов Б.Б., Яковлев А.М. Бурение скважин в мерзлых породах. - М.: Недра, 1983. - 286 с.

82.Кузнецова В. Н. Анализ результатов сжимаемости мерзлых грунтов //Вестник Белгородского государственного технологического университета им. ВГ Шухова. - 2016. - №. 7. - С. 90-93.

83. Кузнецова В. Н., Завьялов А. М. Мёрзлый грунт как пластически сжимаемая среда //Строительные и дорожные машины. - 2008. - №. 7. - С. 37-39.

84.Кузьмин Г. П. Подземное пространство криолитозоны (проблемы и перспективы использования) //Наука и техника в Якутии. - 2008. - №. 1

(14).

85.Куляшов А.П. Современные методы разрушения льда / А. П. Куляшов [и др.]. - Москва : Компания Спутник+, 2005. - 134 с.

86. Линьков С. А. Разработка конструкции и обоснование параметров рабочего органа для бурения скважин в мерзлых грунтах: диссертация. канд. техн. наук. — Омск: СибАДИ, 2007. — 185 с.

87. Лозовой Д. А. Разрушение мерзлых грунтов //Методы интенсификации и создание системы машин для стесненных условий строительства). Д.А. Лозовой. Саратов гос. техн. ун-т. - 1978.

88.Макогон Ю.Ф., Ильясов И.Л., Канн Ч.Х. Осложнения на газовых скважинах в криолитозоне // Бурение и эксплуатация газовых скважин в районах Крайнего Севера: науч.- техн. сб. - М.: ВНИИгаз, 1977. - С. 19-24.

89.Малинина Е. М., Аракчеева С. В. Способы бурения скважин //Вологдинские чтения. - 2009. - №. 76.

90.Малкова Г. В., Дроздов Д. С. Мониторинг природных геосистем в зоне вечной мерзлоты, их современное состояние и тенденции измерения //Окружающая среда и менеджмент природных ресурсов: Тезисы докладов III Международной конференции, г. Тюмень, 6-8 ноября 2012 г./под ред. АВ Соромотина, АВ Толстикова. Тюмень: Издательство Тюменского государственного университета, 2012. 272 с. - 2012. - С. 137.

91.Марамзин А. В. Бурение скважин в условиях Крайнего Севера (в многолетней мерзлоте). - Гос. научно-техн. изд-во нефтяной и горнотопливной лит-ры, Ленинградское отделение, 1959.

92.Марамзин А. В. Опыт бурения геологоразведочных скважин в мерзлых породах. - Гос. научно-техн. изд-во лит-ры по геологии и охране недр, 1963.

93.Мартюченко И. Г., Зенин М. И. Взаимодействие винтовой лопасти бурового инструмента с мерзлым грунтом // Научный рецензируемый журнал" Вестник СибАДИ". - 2020. - Т. 17. - №. 2. - С. 162-171.

94.Мартюченко И. Г., Зенин М. И. Влияние приращения винтовой лопасти на эффективность процесса бурения мерзлого грунта //Техническое регулирование в транспортном строительстве. - 2020. - №. 4. - С. 268-271.

95.Мартюченко И. Г., Зенин М. И. Обоснование эффективности работы бурового инструмента на мерзлых грунтах //Архитектурно-строительный и дорожно-транспортный комплексы: проблемы, перспективы, инновации. -2019. - С. 31-35.

96.Мартюченко И. Г., Зенин М. И. Состояние и перспективы развития бурового инструмента для мерзлых грунтов //Техническое регулирование в транспортном строительстве. - 2019. - №. 3. - С. 202-206.

97.Мартюченко И. Г., Зенин М. И. Удельная энергоемкость при взаимодействии винтового бура с мерзлым грунтом // Инновационное развитие подъемно-транспортной техники. - Брянск, 2020. - с. 47-56.

98. Мартюченко И.Г. Винтовые рабочие органы машин для разработки мерзлых грунтов: Монография. - М.: ИНФА - М, 2014. - 200с.

99. Мартюченко И.Г., Зенин М.И. Влияние геометрических параметров винтового бура на разрушение мерзлого грунта // Строительные и дорожные машины. 2020. № 10. С. 25-30.

100. Мартюченко И.Г., Зенин М.И. Патент на изобретение. Винтовой бур для мерзлых грунтов. RU 2726756 С1, 15.07.2020. Заявка № 2019444496 от 13.05.2019.

101. Мартюченко И.Г., Зенин М.И. Патент на изобретение. Винтовой бур для образования скважин в мерзлых грунтах RU 2726751 С1, 15.07.2020. Заявка № 2020105080 от 03.02.2020.

102. Мартюченко И.Г., Зенин М.И. Перспектива развития бурового инструмента для вечномерзлых грунтов // Строительные и дорожные машины. 2019. № 9. С. 47-48.

103. Мартюченко И.Г., Зенин М.И. Эффективность процесса бурения мерзлого грунта винтовым рабочим органом //В сборнике: Энергоресурсосберегающие технологии и оборудование в дорожной и строительной отраслях. Материалы международной научно-практической конференции. Белгород, 2020. С. 226-231.

104. Мартюченко И.Г. Научные исследования в условиях глобализации современного мира. Книга 1. Часть 1: монография / [Глава 1. Теоретические исследования процесса бурения и обоснование геометрических параметров винтового бура/ Мартюченко И.Г., Зенин М.И.]. - Одесса: КУПРИЕНКО СВ, 2020 - 200 с.

105.Маслов А. Д. Изучение физического состояния пород криолитозоны //Криосфера Земли. - 2006. - Т. 10. - №. 4. - С. 44-55.

106. Механизация и автоматизация буровых работ / О.Д. Алимов , А.Ф. Фролов Е.Б. Бексалов и др. -Фрунзе: Илим, 1971. -С. 36.

107. Мильченко И.В. Буровые работы на вечномерзлых грунтах // Экологические проблемы Арктики и северных территорий: межвуз. сб. науч. тр. Сев.

(Арктич.) федер. ун-та М.В. Ломоносова; отв. ред. П. А. Феклистов. -Архангельск, 2012. - С. 102-105.

108. Мухутдинов Р. Р., Яхин А. А., Рахматуллин Д. В. Осложнения при бурении скважин в районах залегания многолетнемерзлых пород и способы их ликвидации // Воздействие научно-технической революции на характер связи науки с производством: сборник статей. - 2017. - С. 82.

109. Нескоромных В. В. Бурение скважин. — Красноярск: СФУ, 2014. — 400 с.

110. Нескоромных В. В., Борисов К. И. Аналитическое исследование процесса резания-скалывания горной породы долотом с резцами PDC //Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. - 2013.

- Т. 323. - №. 1.

111.Николаев А.Ф. Исследование и комплекс машин для разработки мерзлых грунтов, льда и снега/А.Ф. Николаев. -Горький: Изд-во ГПИ, 1967. -173 с.

112. Новиков А. С., Сериков Д. Ю. Анализ возможных осложнений при сооружении и эксплуатации скважин //Сфера. Нефть и Газ. - 2020. - №. 3-4 (77). - С. 56.

113. Ортман А. С., Васильев С. И. Особенности проектирования технологических машин для разработки мерзлых грунтов //Актуальные проблемы авиации и космонавтики. - 2015. - Т. 1. - №. 11.

114. Панаев С. Ю., Фомин А. С. Способы предотвращения осложнения при бурении в многолетнемерзлых породах на примере Бованенковского месторождения //ББК 38: 85.11 А 43. - 2015. - С. 15.

115. Пекарская Н. К. К вопросу о прочности мерзлых грунтов //Исследование по физике и механике мерзлых грунтов.-М.: Изд. АН СССР. - 1961. - С. 242251.

116. Пекарская Н. К. Прочность мерзлых грунтов при сдвиге и ее зависимость от текстуры. - изд-во АН СССР, 1963.

117. Пекин С. С. Новые направления в бурении //Территория Нефтегаз. - 2010.

- №. 2. - С. 24-25.

118. Перетолчин В. А., Страбыкин Н. Н., Долгун Я. Н. Буровой инструмент для станков вращательного бурения: учебное пособие. - 1975.

119. Полозков К. А., Басниев К. С., Гафтуняк П. И. Осложнения, возникающие при строительстве и эксплуатации скважин в зонах распространения многолетнемерзлых пород, и мероприятия по их предотвращению //Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. - 2010. - №. 1. - С. 6-10.

120. Растегаев И. К. Разработка мерзлых грунтов в северном строительстве. -Наука, 1992.

121. Раудина Т. В. Особенности условий почвообразования, связанные с мерзлотными явлениями в криогенных почвах //ББК 80+ 76.17 Т65. - 2012. -С. 391.

122. Роман Л. Т. Механика мерзлых грунтов //М.: МАИК «Наука/Интерпериодика. - 2002. - Т. 426.

123.Саввинов И. И. Исследование многолетней мерзлоты на территории Якутии //Современные проблемы агропромышленного комплекса и пути их решения. - 2019. - С. 249-251.

124. Савельев Б.А. Физико-химическая механика мерзлых пород. -М.: Недра, 1989.

125. Савинов С. О. Обзор технико-технологических подходов предупреждения осложнений при бурении в многолетнемерзлых горных породах и льдах //Творчество юных-шаг в успешное будущее: Арктика и её освоение.-Томск, 2016. - 2016. - С. 220-223.

126. Седов Л.И. Методы подобия и размерностей в механике. - М., Высшая школа, 1981. - 335с.

127. Синев С. В. Модели процесса бурения и их практическое использование //Вестник ассоциации буровых подрядчиков. - 2009. - №. 4. - С. 35-44.

128. Синев С.В. Модели процесса бурения // Нефтегазовое дело: электрон. науч. журн. /УГНТУ. 2009. №2. С.1-22.

129. Скрябин Р. М. О проблемах научно-технического прогресса в бурении скважин //Геология и минерально-сырьевые ресурсы Северо-Востока России. - 2015. - С. 452-454.

130. Скрябин Р. М., Леонтьев С. Н., Тимофеев Н. Г. Бурение скважин большого диаметра пневмоударным кластером в породах высокой категории буримости //Геология и минерально-сырьевые ресурсы Северо-востока России. - 2017. - С. 570-574.

131. Спиридонов А.А., Васильев Н.Г. Планирование эксперимента. -Свердловск: УПИ, 1975. - 12с.

132. Страбыкин Н. Н. Оптимизация процесса бурения взрывных скважин в многолетнемерзлых сложноструктурных массивах карьеров Севера РФ //Горное оборудование и электромеханика. - 2014. - №. 8. - С. 13-20.

133. Страбыкин Н. Н., Красноштанов С. Ю., Шевченко А. Н. Взаимодействие элементов систем очистки взрывных скважин при бурении в условиях мерзлых массивов повышенной влажности и методика их расчета //Горное оборудование и электромеханика. - 2016. - №. 5. - С. 11-22.

134.Страбыкин Н. Н., Пеплов Е. В. Конструктивные особенности и параметры режима бурения взрывных скважин агрегированным инструментом в мерзлых сложноструктурных массивах //Вестник Иркутского государственного технического университета. - 2011. - №. 7 (54).

135.Страбыкин Н. Н., Пеплов Е. В. Обоснование, выбор конструктивных и режимных параметров, эффективность применения агрегированного породоразрушающего бурового инструмента //Горное оборудование и электромеханика. - 2012. - №. 6. - С. 6-15.

136.Суриков В. В. Механика разрушения мерзлых грунтов //Л.: Стройиздат, Ленингр. отделение. - 1979.

137. Сухарев М. А., Фензель А. Д. Исследование течения промывочной жидкости и оценка потерь давления при бурении многолетнемерзлых пород //Проблемы геологии и освоения недр: труды XXII Международного

симпозиума имени академика МА Усова студентов и молодых ученых, Томск, 2-7 апреля 2018 г. Т. 2.—Томск, 2018. - 2018. - Т. 2. - С. 703-705.

138. Сухорукова А. Ф. Геокриологические проблемы освоения нефтегазовых месторождений арктических районов Сибири //Современные проблемы гидрогеологии, инженерной геологии и гидрогеоэкологии Евразии: Материалы Всероссийской конференции с международным участием. - 2015.

- С. 287-290.

139.Телешов А.С., Брюхов Б.Ф. Классификация схем комбинированного бурового инструмента для угольных разрезов // Уголь. 1973. №1. - С. 31-33.

140. Тимонин В. В. и др. Бурение скважин увеличенного диаметра в криолитозонах севера //Политранспортные системы. - 2017. - С. 9-13.

141.Тимофеев Н. Г., Скрябин Р. М., Яковлев Б. В. Оптимизация процесса оттайки мерзлого грунта при бурении скважин //Природные ресурсы Арктики и Субарктики. - 2015. - №. 4 (80).

142. Тихонов А. Ф., Гришин А. А. Анализ развития методов и машин для разработки тяжелых и мёрзлых грунтов //Механизация строительства. - 2011.

- №. 8. - С. 28-30.

143.Тулубаев А. Б. Технология криогенного бурения нефтяных и газовых скважин //Состояние, тенденции и проблемы развития нефтегазового потенциала Западной Сибири. - 2018. - С. 145-149.

144.Фартышев А.И. Особенности прибрежно-шельфовой криолитозоны моря Лаптевых / А.И. Фартышев. Новосибирск, Наука, 1993, 135 с.

145. Федоров Д. И. Рабочие органы землеройных машин //М.: Машиностроение.

- 1977. - Т. 288. - С. 5.

146. Федосеев С. М., Ларионов В. Р. Особенности физико-механических свойств горных пород криолитозоны //Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). - 2001. - №. 10.

147. Фефилов С. И. Специфика проектирования техники и технологии бурения скважины в современных условиях (на примере скважины Черпаюского

месторождения) //Устойчивое развитие науки и образования. - 2019. - №. 4. -С. 399-405.

148.Холодов А.Л. Современное состояние и эволюция криолитозоны шельфа моря Лаптевых: Автореф. дис. ... канд. геол.- мин. наук. М., 2001, 24 с.

149.Цытович Н. А. Механика грунтов. - Гос. изд-во лит-ры по строительству, архитектуре и строит. материалам, 1963.

150.Цытович Н.А. К теории равновесного состояния, воды в мерзлых грунтах // Изв. АН СССР. Сер. геогр. и геофиз., 1945, т. 9, № 5-6, с. 493-502.

151.Цытович Н.А. Механика мерзлых грунтов / Н.А. Цытович. М., Высш. шк., 1973, 346 с.

152.Черкасов В. И. Области применения и проблемы бурения неглубоких скважин //Разведка и охрана недр. - 2014. - №. 2. - С. 24-27.

153. Чернюк В. П., Шляхова Е. И. Технические средства и способы бурения скважин с уширениями в строительстве и горном деле. - 2020.

154.Шанаенко В. В. Бурение в вечной мерзлоте больше не проблема //Территория Нефтегаз. - 2013. - №. 11. - С. 15-15.

155. Шанаенко В. В. Бурение в вечной мерзлоте больше не проблема //Территория нефтегаз. - 2014. - №. 8. - С. 22-23.

156. Шестернев Д. М., Омельяненко П. А. Повышение эффективности реализации инженерно-геофизических методов при исследовании грунтов криолитозоны //Вестник Забайкальского государственного университета. -2018. - Т. 24. - №. 1.

157. Шполянская Н. А. Основные закономерности распространения вечной мерзлоты Западной Сибири и этапы ее развития //Природные условия Западной Сибири. - 1971. - №. 1. - С. 102-123.

158. Шушерина Е.П., Бобков Ю.П. О влиянии влажности мерзлых грунтов на их прочность//Мерзлотные исследования: Сб. научных статей).Выпуск IX. М., 1969. С.122137.

159. Щепетов О. А. Системная классификация аварий в бурении //Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Управление, вычислительная техника и информатика. - 2009. - №. 2.

160. Якушев В. С. Проблемы бурения и добычи в газонасыщенной вечной мерзлоте //Oil & Gas Journal Russia. - 2017. - №. 1-2. - С. 66-70.

161. Якушев В. С. Проблемы освоения месторождений полустрова Ямал, связанные с загазованностью слоя вечной мерзлоты //Научный журнал Российского газового общества. - 2019. - №. 3-4. - С. 49-53.

162. Atlasov R., Nikolaeva M., Karamzin V. Development of Drilling and Casing Technologies for Permafrost Areas //IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. - IOP Publishing, 2019. - Т. 272. - №. 2. - С. 022078.

163. Eppelbaum L. V., Kutasov I. M. Well drilling in permafrost regions: dynamics of the thawed zone //Polar Research. - 2019.

164. Ferrians O. J., Kachadoorian R., Greene G. W. Permafrost and related engineering problems in Alaska. - US Government Printing Office, 1969. - Т. 678.

165. Harris C. et al. Permafrost and climate in Europe: Monitoring and modelling thermal, geomorphological and geotechnical responses //Earth-Science Reviews. -2009. - Т. 92. - №. 3-4. - С. 117-171.

166.Jons J. A. Drilling problems in frozen ground //Pipeline Gas J.;(United States). -1975. - Т. 202. - №. 2.

167.Mellor M. Introduction to drilling technology //Physics and Mechanics of Cometary Materials. - 1989. - Т. 302.

168.Mitchell R. F., Miska S. Z. Fundamentals of drilling engineering, Society of Petroleum Engineers, 2011. — 710 p. (SPE Textbook Series, Vol. 12).

169.Yang L. et al. Numerical Simulation of Wellbore Stability in Frozen Soil During Drilling Operation //53rd US Rock Mechanics/Geomechanics Symposium. -American Rock Mechanics Association, 2019.

170.Zhou G. et al. Laboratory investigation on tensile strength characteristics of warm frozen soils //Cold Regions Science and Technology. - 2015. - Т. 113. - С. 81-90.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Приложение 1

Утверждаю

Представитель Совета директоров

С.Н. Жилин

2021г.

АКТ

внедрения результатов научных исследований аспиранта ФГБОУ ВО Саратовского государственного технического университета имени Гагарина Ю.А.

Зенина Максима Ивановича

Настоящим актом подтверждается, что разработанная в ходе диссертационной работы и в соответствии с планом НИОКР СГТУ имени Гагарина Ю.А. методика определения основных технологических и геометрических параметров винтового бура для производства работ на мерзлых грунтах, а также конструктивные решения и рекомендации внедрены в организацию ООО «Спецдортехника» для практического использования в деятельности предприятия.

Назначение разработки: использование методики для совершенствования и создания нового винтового бура.

Технический уровень: разработано впервые

Вид внедрения: мелкосерийное производство

Акт составлен для предоставления в диссертационный совет при Нижегородском государственном техническом университете им. P.E. Алексеева.

Научный руководитель

Ответственный исполнитель

д.т.н. проф. И.Г Мартюченко

аспирант Зенин М.И.

Главный конструктор ООО «Спецдортехника»

Утверждаю

СГТУ имени

С.Г. Калганова

2021г.

АКТ

внедрения в учебный процесс результатов научных исследований аспиранта

Мы, нижеподписавшиеся, комиссия Саратовского государственного технического университета имени Гагарина Ю.А. в составе директора института машиностроения, материаловедения и транспорта, к.т.н., доцент Казинский А.А., зав. кафедрой ИГС д.т.н., доцент Решетников М.К. составили настоящий акт в том, что результаты научных исследований в виде методики определения основных параметров винтового бура строительных машин используются в учебном процессе при выполнении курсового и дипломного проектирования студентами специальности 23.05.01 -«Наземные транспортно-технологические средства».

Члены комиссии:

Зенина Максима Ивановича

Директор ИММТ

А.А. Казинский

Зав. кафедрой ИГС