Теория прочности Гриффита А.А., достоинства и недостатки.

Энергетическая теория прочности Гриффита А. А. является физиче­ской теорией. Основной задачей физических теорий прочности является установление механизма разрушения твердого тела под действием приложенных к нему механических нагрузок.

Теория Гриффита основана на законе сохранения энергии и на рас­смотрении твердого тела как сплошной среды, содержащей трещины. Основное энергетическое уравнение имеет вид:

Где – поверхностная энергия тела, s – площадь его поверхности, – энергетическая характеристика поверхности – удельная свободная поверхностная энергия, dim = Дж/м².

– упругая энергия тела, запасаемая в нем при деформировании, V – объем тела.

Недостатки теории прочности Гриффита: 1) эксперименты показали, что величина прочности тел зависит от времени действия t нагрузки и температуры T, эти физические характеристики отсутствуют.

2) Развитие трещины в теле сопровождаются деформационными потерями энергии , которые значительно превосходят удельную свободную поверхностную энергию.

В настоящее время формула Гриффита для оценки прочности имеет вид:

 

3)в теории Гриффита не достаточно сформулировано условие разрушения.

4) не рассматривается трещина как концентратор напряжений.

 

 

Экзаменационный билет №7.

Репрессия. Ее влияние на механическую скорость бурения.

Процесс углубления скважины при положительном дифференциальном давлении: (репрессия). При положительном дифференциальном давлении в результате прижатия частиц разрушенной горной породы к забою скважины затрудняется его промывка. Это приводит к неоднократному перемалыванию уже разбуренной породы. Положительное дифференциальной давление способно существенно упрочнить г.п., слагающие поверхность забоя, вследствие того, что разность давлений ( ) приводит к появлению сжимающих напряжений. Для разрушения г.п. при положительном дифференциальном давлении необходимо учитывать контактное давление .

Следовательно, репрессия оказывает негативное влияние на разрушение г.п. и механическая скорость бурения уменьшается.

Из каких слагаемых складывается гидродинамическое давление на забое бурящейся скважины.

Гидростатическое давление

Гидродинамическое давление

Дифференциальное давление

Угнетающее давление

Условие возникновения релаксации напряжений.

В соответствии с уравнением:

Где – начальное напряжение сдвига, t – время действия нагрузки.

Напряжение уменьшается, т.е. релаксирует практически до нуля.

Скорость развития релаксации напряжений определяется величиной времени релаксации: чем меньше T, тем в большей степени материал проявляет вязкие свойства и наоборот, чем больше T, тем более твердообразным является материал.

 

 

Возможности изменения механической скорости бурения с помощью эквивалентной плотности бурового раствора.

Плотность оказывает разнообразное влияние. Плотность увеличивает силу удаляющую шлам с забоя, приводит к росту динамической фильтрации на забое, способствует разупрочнению поверхностного слоя горных пород на забое, укрепляет стенку скважины, но рост плотности увеличивает поглощение бурового раствора, увеличивает гидростатическое давление, ухудшающее отрыв шлама от забоя, сдерживает развитие магистральной трещины. Положительное влияние значительно уступает отрицательному.

 

Экзаменационный билет №8.

Влияние частоты вращения шарошечного инструмента для разбуривания пачки горных пород.

С увеличением частоты вращения n возрастает число поражений забоя зубьями шарошечного долота, возрастает скорость и энергия соударения. Это обеспечивает рост механической скорости бурения. Происходит снижение времени контакта зуба с забоем, что снижает эффективность разрушения горных пород, и механическую скорость. При определенной частоте вращения n_кр наблюдается резкое снижение темпа прироста механической скорости, за счет уменьшения глубины внедрения зуба долота в горную породу за один оборот.

 

⇐ Предыдущая123Следующая ⇒

Поделиться: