Определение статических характеристик и механических свойств горных пород. Оценка однородности горных пород заданного интервала бурения. Расчет области разрушения горных пород. Расчет осевых нагрузок и долговечности фрезерованного вооружения долота.
Аннотация к работе
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ «Уфимский государственный нефтяной технический университет»;
;
.
Выбираем максимальный размах, т.к. он лучше характеризует однородность горных пород, т.е. выбираем ряд рш , R0=0,37.Рисунок 1 - Распределение показателя рш по глубинеТаблица 1 - Расчет параметров распределения крайних значений 1-го ряда горный порода бурение долото Значения критерия Ккр берем из таблицы 2.2 методички. Так как условиям Кв>Ккр и Кн>Ккр ни одно значение из 1-го ряда, то в первой пачке маловероятных показателей нет и значения показателя следующие: 2150, 2160, 2210, 2260, 2310. Значения критерия Ккр берем из таблицы 2.2 методички. Сравниваем получившиеся значения Кв и Кн с критериями Ккр и исключаем из ряда значения, если они удовлетворяют условиям: Кв>Ккр и Кн>Ккр.Для интервала бурения проводим обработку всех вариационных рядов, т.е. вычисляем: среднюю арифметическую , среднеквадратическое отклонение S, нижнюю хн и верхнюю хв границы случайной величины и заносим в таблицу 4. Расчеты покажем на примере предела текучести горной породы по ШТАМПУР0: 1.Выбираем долота, тип опор шарошек и систем промывки: типа СТ - для 1-го класса (приложение 1);4.2.3 Расчет областей разрушения горных пород и осевых нагрузок на долота а) для долота 1-го класса Использование экспериментальных коэффициентов при расчете областей разрушения горной породы потребовало приведения осевой нагрузки на долото к безразмерному виду G?: G? = кд?Gi/Gs, G? = 1,3?200/85,78=1,42 где кд - коэффициент динамичности нагружения долота(кд =1,3); Gi и Gs - осевые нагрузки: действующая статическая и необходимая для достижения предела текучести в горной породе под вооружением долота. Рассчитываем нагрузки G по областям разрушения и заполняем таблицу 5: 1) Для примера: h=hз*0=0 мм; b=1,6 2*0*tg220=1,6 мм КН; Определяем область диапазонов нагрузки: Новое долото работает в 3-й области разрушения, до износа зубьев на 6,25% при нагрузке 156,39-200КН. После чего при нагрузках 137,5-200 КН работает во 2-й области разрушения до износа зубьев на 18,75%, и переходит в первую область разрушения при нагрузках 50-200 КН до износа на 75%. б) для долота 2-го классаНа долговечность рассчитывается один зуб долота, имеющий средневзвешенные геометрические размеры. Расчетная формула имеет вид: где: - начальное притупление А и k - экспериментальные коэффициенты, входящие в зависимости скорости изнашивания стали а от удельной мощности трения Nуд, которая для обломочных горных пород имеет вид: A =a/Nудk. N? - интенсивность мощности трения, находим по формуле: где: - мощность, реализуемая долотом, равная КВТ где об/мин - частота вращения долота; коэффициент, учитывающий увеличение рабочей площадки зуба за счет скругления его вершины;Находим необходимый расход бурового раствора м3/с где: м/с - удельный расход бурового раствора (из методички); В случае гидромониторного долота необходимо обеспечить скорости истечения жидкости vuиз насадок от 60 до 120 м/с. Гидромониторный узел долота показан на рисунке 3. 4-гвоздь, крепящий насадку в корпусе долота По величине выбранного расхода жидкости Q и скорости истечения рассчитываем площади каналов и подбираем (по таблице 6.1) насадки соответствующих диаметров dн.Определяем абразивности горных пород в категориях: где Ак - абразивность горной породы в категориях. Рассчитываем категории для средних значений абразивности: кат. катТаблица 5 - Расчетные параметры, характеризующие режим бурения: Интервал, м Плотность бурового раствора, кг/м3 Частота вращения долота, об/мин Тип долота Диаметр насадок, мм Области разрушения породы G по областям разрушения, КН Стойкость, ч Оба долота обеспечивают объемное разрушение горной породы (долото 1-го класса - 1,2,3 области объемного разрушения; долото 2-го класса - 1 область объемного разрушения). Долото 1-го класса обеспечивает использование ресурса опор долота.Номограммы для выбора типов вооружения долот а - для долот 1-го класса; б - для долот 2-го классаРасчетная схема одного зуба долота 2-го класса.Номограммы для выбора долот PDC.
План
СОДЕРЖАНИЕ
1. ЗАДАНИЕ
2. ОЦЕНКА ОДНОРОДНОСТИ ИНТЕРВАЛА БУРЕНИЯ
2.1 Определение относительного размаха варьирования
2.2 Распределение показателя рш по глубине
2.3 Оценка однородности интервала бурения
3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТАТИСТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК
ПОКАЗАТЕЛЕЙ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ГОРНОЙ ПОРОДЫ
4. ВЫБОР ДОЛОТ, ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЛАСТЕЙ РАЗРУШЕНИЯ
ГОРНОЙ ПОРОДЫ И ОСЕВЫХ НАГРУЗОК НА ДОЛОТА
4.1 Выбор долот
4.2 Определение областей разрушения горных пород долотами
5. РАСЧЕТ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ВООРУЖЕНИЯ ДОЛОТА
ПЕРВОГО КЛАССА
6. РАСЧЕТ ГИДРОМОНИТОРНОЙ СИСТЕМЫ ПРОМЫВКИ ДОЛОТА
7. ВЫБОР ДОЛОТА PDC В СООТВЕТСТВИИ С МЕХАНИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ ГОРНЫХ ПОРОД
8. ОСНОВНЫЕ ИТОГИ РАБОТЫ
9. ПРИЛОЖЕНИЕ 1
10. ПРИЛОЖЕНИЕ 2
11. ПРИЛОЖЕНИЕ 3
12. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. ЗАДАНИЕ
Необходимо решить следующие задачи: 1) определение статических характеристик показателей механических свойств горных пород;
2) оценка однородности горных пород заданного интервала бурения;
3) выбор шарошечных долот;
4) расчет области разрушения горных пород и осевых нагрузок на долота;
5) расчет долговечности стального фрезерованного вооружения долота при абразивном изнашивании и уточнение класса основного долота;
6) выбор диаметра насадок для гидромониторного долота;
7) выбор долот PDC для заданного интервала бурения;
8) обобщение результатов расчета для заданного интервала бурения.
2. ПРОВЕРКА КРАЙНИХ ЗНАЧЕНИЙ ВАРИАЦИОННЫХ РЯДОВ НА МАЛУЮ ВЕРОЯТНОСТЬ И ОДНОРОДНОСТИ ИНТЕРВАЛА БУРЕНИЯ
2.1 Определение относительного размаха варьирования