Разрушение горных пород
Определение твердости горной породы, коэффициента пластичности и работы разрушения. Классификация пород. Типа и размер долота. Осевая нагрузка на долото при бурении. Определение мощности, затрачиваемой лопастным долотом и шарошечным долотом при бурении.
| Рубрика | Геология, гидрология и геодезия |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 12.04.2014 |
| Размер файла | 95,8 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http:www.allbest.ru/
Задача №1
Определить твердость горной породы, коэффициент пластичности и работу разрушения.
Груз 900 кг ,
Решение:
В качестве исходных данных используются графики , полученные 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. горный порода бурение долото
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 глинистым сланцем, категория пластичности - 4, категория твердости - 3. По механическим свойствам порода является пластично-хрупкой.
Примечание: Все измерения по графику умножаются на масштабный коэффициент.
По оси нагрузки количество клеток (мм) умножается на вес груза (дан по вариантам), деленный на 100, чтобы превратить значение в кг.
По оси деформации количество клеток умножается на 0,004 (во всех вариантах), чтобы получилась деформация.
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 |
|
|
1 |
М |
263 |
1,23 |
0,370 |
0,0040 |
|
|
2 |
К |
3000 |
1,24 |
0,320 |
0,0027 |
|
|
3 |
С |
703 |
1,25 |
0,269 |
0,0028 |
|
|
4 |
С |
1236 |
1,26 |
0,269 |
0,0012 |
|
|
5 |
Т |
2321 |
1,27 |
0,214 |
0,0029 |
|
|
6 |
Т |
2807 |
1,28 |
0,190 |
0,0013 |
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
При оформлении курсовой работы необходимо привести поинтервальный расчет допустимой осевой нагрузки ( и , Н), а затем произвести сравнение полученных величин на соответствие условию:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Вывод. Таким образом, эффективное или объемное разрушение возможно только в первом интервале, где нагрузка на долото укладывается в предельные значения.
Задача №3
Определить мощность, затрачиваемую лопастным долотом при бурении.
|
Шифр долота |
м |
S, м |
h, м |
n, |
град |
м |
Па |
c |
град |
м |
|||
|
3ЛГ- 190 |
30 |
30 |
130 |
1,16 |
70 |
0,0007 |
17,7 |
10800 |
0,06 |
1,19 |
3,5 |
0,127 |
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 = q?l,
G =
Мощность, затраченная при бурении лопастным долотом 3ЛГ-295, составляет 743.6 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 |
|||||
|
1 |
2 |
3 |
1 |
2 |
3 |
||||||
|
1-К-190ТКГ |
2,3 |
7 |
0,14 |
0,94 |
22 |
18 |
20 |
16 |
16 |
16 |
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=60
Мощность, затраченная на преодоление трения долота о стенки скважины, определяется по формуле
Мощность, затраченная на разрушение породы долотом В-190СТП, равняется 294,52 кВт.
Приложение 1
Таблица 1
Механические характеристики горных пород
ТвердостьРт 107, Па |
Категория |
Группа |
Типдолота |
Порода |
Коэффициент трения ?0 |
||
|
? = 1000 кг/м3 |
? ? 1000 кг/м3 |
||||||
|
? 10 |
1 |
1 |
М |
Глина жирная |
0,08-0,12 |
0,06-0,09 |
|
|
10-25 |
2 |
1 |
МЗ |
Глина песчаная |
0,20-0,26 |
0,18-0,22 |
|
|
25-50 |
3 |
1 |
МС |
Глинистый сланец |
0,15-0,20 |
0,11-0,13 |
|
|
50-100 |
4 |
1 |
МСЗ |
Мергель |
0,18-0,25 |
0,2-0,24 |
|
|
100-150 |
5 |
2 |
С |
Известняк |
0,33-0,38 |
0,32-0,35 |
|
|
150-200 |
6 |
2 |
СТ |
Доломит |
0,36-0,40 |
0,34-0,38 |
|
|
200-300 |
7 |
2 |
СЗ |
Ангидрит |
0,39-0,45 |
0,37-0,4 |
|
|
300-400 |
8 |
2 |
Т |
Песчаник слабосцементированный, зерна остроконечные |
0,27-0,40 |
0,25-0,35 |
|
|
400-500 |
9 |
3 |
ТЗ |
Песчаник слабосцементированный, зерна окатанные |
0,2-0,3 |
0,17-0,25 |
|
|
500-600 |
10 |
3 |
ТКЗ |
Песчаник крепкий |
0,43-0,45 |
0,4-0,43 |
|
|
600-700 |
11 |
3 |
К |
Кварцит |
0,48-0,5 |
0,42-0,44 |
|
|
? 700 |
12 |
3 |
ОК |
Гранит |
0,46-0,43 |
0,45-0,5 |
Таблица 2
Коэффициенты пластичности
|
Категория |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
Коэффициентпластичности |
1 |
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.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Определение твердости горной породы, коэффициента пластичности и работы разрушения, осевой нагрузки на долото при бурении из условия объемного разрушения горной породы, мощности, затрачиваемой лопастным долотом. Механические характеристики горных пород.
контрольная работа [198,3 K], добавлен 01.12.2015Проверка крайних значений вариационных рядов по проходке интервала от 400 до 2100 метров. Проверка однородности пачки одинаковой буримости. Выбор типа буровых долот по механическим свойствам горных пород и порядок определения осевой нагрузки на долото.
курсовая работа [61,2 K], добавлен 24.10.2012Применяемое буровое оборудование и режимные параметры при разрушении горных пород. Характеристика термодинамических параметров зарядов промышленных взрывных веществ. Расчет параметров взрывных работ для рыхления пород при бурении в блоках на карьере.
курсовая работа [494,0 K], добавлен 02.06.2014Строение горных пород, деформационное поведение в различных напряженных состояниях; физические аспекты разрушения при бурении нефтяных и газовых скважин: действие статических и динамических нагрузок, влияние забойных условий, параметров режима бурения.
учебное пособие [10,3 M], добавлен 20.01.2011Основные параметры бурового инструмента. Основные инструменты для механического разрушения горных пород в процессе бурения скважины. Бурильные долота и бурильные головки. Совершенствование буровых долот. Основные конструктивные параметры долот.
реферат [23,5 K], добавлен 03.04.2011Характеристика твердости, абразивности, упругости, пластичности, пористости, трещиноватости, устойчивости как основных физико-механических свойств горных пород, влияющих на процесс их разрушения. Классификация складкообразований по разным критериям.
контрольная работа [5,4 M], добавлен 29.01.2010Образование магматических, осадочных и метаморфических горных пород. Основные виды горных пород и их классификация по группам. Отличие горной породы от минерала. Процесс образования глинистых пород. Породы химического происхождения. Порода горного шпата.
презентация [1,2 M], добавлен 10.12.2011Литолого-стратиграфическая характеристика и физико-механические свойства горных пород по разрезу скважины. Возможные осложнения при бурении. Обоснование, выбор и расчет типа профиля скважины и дополнительных стволов. Расчет диаметра насадок долота.
дипломная работа [3,1 M], добавлен 22.01.2015Механические характеристики горных пород. Отбор проб горной породы для физических испытаний. Определение предела прочности горной породы при одноосном сжатии, устойчивости и нагрузки на обделку подземных сооружений. Паспорт прочности горной породы.
лабораторная работа [184,6 K], добавлен 27.05.2015Расчет мощности на разрушение забоя при алмазном бурении, мощности на вращение бурильной колонны, мощности бурового станка при бурении, в двигателе станка при бурении, на валу маслонасоса. Мощность, потребляемая двигателем бурового насоса из сети.
контрольная работа [106,6 K], добавлен 14.12.2010
