Бурение горных пород

  • Вид работы:
    Контрольная работа
  • Предмет:
    Геология
  • Язык:
    Русский
    ,
    Формат файла:
    MS Word
    90,54 Кб
  • Опубликовано:
    2015-12-01
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!

Бурение горных пород





         

         

         

         

         

         

         

         

         

         

          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



1

М

243

1,15

0,370

0,0031

2

Т

1833

1,16

0,320

0,0022

3

С

877

1,17

0,320

0,0023

4

Т

1920

1,18

0,269

0,0024

5

Т

2901

1,19

0,269

0,0011

6

4392

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:

.  

.

.

.

.

.


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:


.

.

.

.

.

.

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       

мS,

мh,

мn,

градм

Па

град

м












 

3ЛГ- 346

30

35

130

1,16

70

0,001

18000

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:

= ql, =


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             

градДиаметр бурильных труб Коэффициент перекрытия Число периферийных зубьев.Высота периферийных зубьев, мм





 






1

2

3

1

2

3

В-190 МСЗГ

2,3

8

0,140

0,67

12

13

14

18

18

18


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




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

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

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

Коэффициент пластичности

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


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

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

3. 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.

4. 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.


Не нашел материал для своей работы?
Поможем написать качественную работу
Без плагиата!