Диплом, курсовая, контрольная работа
Помощь в написании студенческих работ

Бурение горных пород

КонтрольнаяПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Затраченную мощность при бурении горных пород лопастным долотом можно определить по формуле Мощность, затраченная на разрушение горной породы: Евсеев В. Д. Разрушение горных пород при бурении нефтяных и газовых скважин: уч.пособ./В.Д. В. Д. Евсеев.- Томск: Изд-во ТПУ, 2002.-95с. В качестве исходных данных используем график, полученный в результате испытаний различных горных пород на приборе… Читать ещё >

Бурение горных пород (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине

«Механика грунтов»

Вариант № 11

Самара 2015

Задача № 1

Определить твердость горной породы, коэффициент пластичности и работу разрушения.

Груз 450 кг ,

Решение:

В качестве исходных данных используем график, полученный в результате испытаний различных горных пород на приборе УМГП-3.

В зависимости от вида графика можно определить, к какому классу относится испытуемая порода. Из приведенного графика видно, что порода относится к пластично-хрупким.

Найдем площадь штампа ():

Найдем нагрузку в момент хрупкого разрушения:

где — масштабный коэффициент , — вес штампа

Масштаб по оси деформации М=0,004

Найдем твердость по штампу :

В качестве показателя пластичности пород принято отношение работы деформирования до момента разрушения (, Дж — на графике площадь ODBC) к работе упругого деформирования (- на графике площадь треугольника ODE).

Найдем работу деформирования до момента разрушения ():

Найдем работу упругого деформирования ():

Вычислим коэффициент пластичности :

Также определяются удельная контактная работа ():

и удельная объемная работа (,):

При помощи таблиц определяется порода, категория пластичности и твердости.

Из таблиц видно, что порода является глиной песчаной, категория пластичности — 4, категория твердости — 2. По механическим свойствам порода является пластично-хрупкой.

Задача № 2

Определить осевую нагрузку на долото при бурении из условия объемного разрушения горной породы

Исходные данные:

№ ин;

тервала

Группа

твердости

Твердость по

штампу

Коэффициент

перекрытия

Диаметр

долота D, м

Начальная

тупизна

зубьев b, м

М

1,15

0,370

0,0031

Т

1,16

0,320

0,0022

С

1,17

0,320

0,0023

Т

1,18

0,269

0,0024

Т

1,19

0,269

0,0011

К

1,20

0,214

0,0012

Решение:

Эффективное или объемное разрушение породы при бурении возможно только в том случае, если соблюдается условие

где — начальная опорная поверхность долота,

Рассмотрим каждый интервал бурения в отдельности:

1.

2.

3.

4.

5.

6.

В зависимости от типа и размера долота, определяется допустимая осевая нагрузка (и, Н):

где q — допустимая нагрузка на 1 м диаметра долота, Н/м

Проведем поинтервальный расчет допустимой осевой нагрузки (и, Н):

Произведем сравнение полученных величин на соответствие условию:

1.

2.

3.

4.

5.

6.

Вывод: Таким образом, только в первом интервале, где нагрузка на долото укладывается в предельные значения, возможно эффективное или объемное разрушение

Задача № 3

Определить мощность, затрачиваемую лопастным долотом при бурении.

горный порода бурение разрушение

Шифр

долота

м

S,

м

h,

м

n,

град

м

Па

c

град

м

3ЛГ;

1,16

0,001

15,3

0,06

1,19

3,5

0,16

Решение:

Затраченную мощность при бурении горных пород лопастным долотом можно определить по формуле Мощность, затраченная на разрушение горной породы:

Мощность, затраченная на трение долота о забой:

Коэффициент трения долота о породу находится по формуле Эффективный радиус долота вычисляется по формуле Мощность, затраченная на разрушение стенок скважины:

Мощность, затраченная на трение долота о стенки скважины для искривленных скважин:

G = ql,

G =

Мощность, затраченная при бурении лопастным долотом 3ЛГ-346, составляет 447,52 кВт.

Задача № 4

Определить мощность, затрачиваемую шарошечным долотом при бурении.

Шифр долота

n,

об/мин

град

Диаметр

бурильных

труб

Коэффициент

перекрытия

Число периферийных зубьев.

Высота периферийных зубьев, мм

В-190

МСЗГ

2,3

0,140

0,67

Решение:

Затраченную мощность при бурении горных пород шарошечным долотом можно определить по формуле Мощность, затрачиваемая на разбуривание породы при перекатывании шарошек Мощность, затраченная на преодоление трения зубцов шарошек о забой скважины при их проскальзывании, определяется по формуле Мощность, затраченная на вертикальные перемещения системы вследствие зубчатой поверхности шарошек, определяется по формуле

z=12+13+14=39

Мощность, затраченная на преодоление трения долота о стенки скважины, определяется по формуле

G = ql,

G =

Мощность, затраченная на разрушение породы долотом В-190МСЗГ, равняется 403,3 кВт.

Приложение 1

Таблица.1

Механические характеристики горных пород

Твердость

Рт 107, Па

Категория

Группа

Тип

долота

Порода

Коэффициент трения ?0

? = 1000 кг/м3

?? 1000 кг/м3

? 10

М

Глина жирная

0,08−0,12

0,06−0,09

10−25

МЗ

Глина песчаная

0,20−0,26

0,18−0,22

25−50

МС

Глинистый сланец

0,15−0,20

0,11−0,13

50−100

МСЗ

Мергель

0,18−0,25

0,2−0,24

100−150

С

Известняк

0,33−0,38

0,32−0,35

150−200

СТ

Доломит

0,36−0,40

0,34−0,38

200−300

СЗ

Ангидрит

0,39−0,45

0,37−0,4

300−400

Т

Песчаник слабосцементированный, зерна остроконечные

0,27−0,40

0,25−0,35

400−500

ТЗ

Песчаник слабосцементированный, зерна окатанные

0,2−0,3

0,17−0,25

500−600

ТКЗ

Песчаник крепкий

0,43−0,45

0,4−0,43

600−700

К

Кварцит

0,48−0,5

0,42−0,44

? 700

ОК

Гранит

0,46−0,43

0,45−0,5

Таблица.2

Коэффициенты пластичности

Категория

Коэффициент пластичности

1−2

2−3

3−4

4−5

5−6

Таблица 3

Нагрузка на долото для различных типов пород

Тип долота

М

МС

С

СТ

Т

ТК

К

Q10 5 Н/м

2−6

2−6

3−8

4−9

7−10

8−12

9−15

Библиографический список

О.Г. Латышев. Разрушение горных пород.- М.: Теплотехник, 2007.-672с.

Э.А.Айзуппе. Теория разрушения горных пород: уч.пособ./ Айзуппе Э.А.- Самара.-Самар.гос. техн. ун-т.-2009.-98с.

Евсеев В. Д. Разрушение горных пород при бурении нефтяных и газовых скважин: уч.пособ./В.Д. В. Д. Евсеев.- Томск: Изд-во ТПУ, 2002.-95с.

Абатуров В.Г., Овчинников В. П. Физико-механические свойства горных пород и породоразрушающий буровой инструмент: уч.пособ.для вузов.- Тюмень: Изд-во Экспресс, 2008.-240с.

Показать весь текст
Заполнить форму текущей работой