Перечень вопросов к контрольной работе

 

1. Абразивность, твердость, трещиноватость горных пород.

2. Свойства кристаллов, виды дислокаций в кристаллах, кристаллитах, структура, текстура горных пород.

3. Механизм разрушения горных пород при вдавливании индентора плоской формы.

4. Механизм разрушения горных пород при вдавливании индентора сферической и клинообразной формы.

5. Напряженное состояние массива горных пород. Формула Динника.

6. Влияние энергии удара, массы ударника, скорости приложения нагрузки и времени контакта на процесс разрушения породы.

7. Три вида разрушения пород: поверхностный, усталостный, объемный.

8. Зависимость между силой и деформацией в породах хрупкого, хрупко-пластичного и пластичного разрушения, коэффициент пластичности.

9. Статика и динамика работы резца без учета и с учетом сил трения на передней грани.

10. Определение механической скорости бурения твердосплавной коронкой.

11. Определение площади контакта резца в процессе бурения.

12. Объем износа твердосплавного резца.

13. Определение мощности, затрачиваемой на процесс разрушения горных пород твердосплавными и алмазными коронками.

14. Поведение алмазной коронки по результатам скоростной киносъемки.

15. Анализ факторов, влияющих на эффективность ударно-вращательного бурения.

16. Удельная энергоемкость и мощность, затрачиваемая на разрушение породы при ударно-вращательном бурении.

17. Конструктивные особенности и принципы выбора геометрических параметров вооружения долот дробяще-скалывающего типа.

18. Кинематика работы шарошечных долот.

19. Выбор осевой нагрузки на долото при помощи формул подобия для зубьев различной формы.

20. Характер влияния ряда факторов на начальную скорость бурения шарошечного долота.

21. Определение рационального времени работы шарошечного долота на забое.

22. Стоимость метра бурения скважины.

23. Влияния ряда факторов на эффективность разрушения пород при ударно-канатном бурении.

24. Мощность, затрачиваемая на подъем ударного снаряда, разрушение породы, деформацию снаряда.

25. Механическая скорость при ударно-канатном бурении.

26. Способы определения буримости горных пород.

27. Критерии управления процессом бурения.

28. Классификации горных пород по буримости.

29. Перспективные способы разрушения горных пород при бурении.

 

Приложение №2

2.8 Перечень экзаменационных вопросов по дисциплине

 

1. Определение дисциплины «РГП при ГРР».

2. Твердость по штампу.

3. Динамическая прочность.

4. Определение абразивности по методу ЦНИГРИ.

5. Абразивность по методу Барона Л.И. и Кузнецова А.В.

6. Буримость горных пород.

7. Определение буримости методом опытного бурения.

8. Разрушение горных пород при ударно-канатном бурении.

9. Задача Буссинеска.

10. Определение режимов ударно-вращательного бурения.

11. Трещиноватость по методу ВИТР.

12. Закономерности разрушения при ударно-вращательном бурении.

13. Определение буримости горных пород по методу ЦНИГРИ.

14. Конструкция, область применения долот РДС.

15. Выбор шарошечных долот по методу ВНИИБТ.

16. Конструкция, область применения твердосплавных коронок типа М.

17. Закономерности разрушения при бурении твердосплавным ПРИ.

18. Схема и мощность процесса ударно-канатного бурения.

19. Конструкция, область применения однослойных алмазных коронок.

20. Мощность, затрачиваемая на разрушение забоя твердосплавными коронками.

21. Конструкция, область применения алмазных и импрегнированных коронок.

22. Классификация горных пород по твердости по штампу (по Л.А. Шрейнеру).

23. Конструкция, область применения ребристых твердосплавных коронок.

24. Определение мощности, развиваемой ударной машиной

25. Зависимость механической скорости от осевой нагрузки при бурении твердосплавным ПРИ.

26. Мощность, затрачиваемая на разрушение забоя алмазными коронками.

27. Закономерности разрушения при бурении алмазными ПРИ.

28. Конструкция, область применения шарошечных долот типа К.

29. Конструкция, область применения самозатачивающихся твердосплавных коронок.

30. Мощность, затрачиваемая на разрушение забоя шарошечными долотами.

31. Конструкция, область применения лопастных долот.

32. Определение режимов бурения алмазными коронками.

33. Определение скорости бурения алмазными коронками.

34. Конструкция, область применения шарошечных долот типа С.

35. Определение режимов бурения твердосплавными коронками.

36. Особенности бурения алмазными коронками пород типа «мрамор».

37. Особенности бурения песчаников алмазными коронками.

38. Особенности бурения алмазными коронками пород, склонных к «заполированию» алмазов.

39. Формула механической скорости бурения глубоких скважин.

40. Особенности бурения алмазными коронками пород типа «граниты».

41. Характерные особенности процесса зашламования при бурении.

42. Факторы, влияющие на начальную скорость бурения на нефть и газ.

43. Дифференциальное давление.

44. Конструктивные особенности, область применения алмазных долот для глубокого бурения.

45. Определение режимов роторного бурения шарошечными долотами.

46. Конструктивные особенности коронок для ударно-вращательного бурения.

47. Принципиальная конструкция элементов шарошечного долота.

48. Характерные типа долот для ударно-канатного бурения.

49. Центраторы, калибраторы для глубокого бурения.

50. Роль осевой нагрузки при ударно-вращательном бурении.

51. Схема снаряда «Недра» для бурения с отбором керна глубоких скважин.

52. Принципиальная схема бурового снаряда для пневмоударного бурения.

53. Соотношение пределов прочности горных пород при статическом и динамическом приложении нагрузки.

54. Критерии выбора алмазных коронок.

55. Критерии выбора твердосплавных коронок.

56. Графический метод определения рационального времени работы долота на забое.

57. Приработка и чередование алмазных коронок.

Отказы алмазных коронок.

2.9 Тест по дисциплине

«Разрушение горных пород при проведении геологоразведочных работ»

 

Правильный ответ отмечен (*)

 

1. Что является критериями выбора рационального типа шарошечного долота:

- трещиноватость горных пород

* твердость по ВНИИБТ

* абразивность по ВНИИБТ

- абразивность по ЦНИГРИ

2. Что является основным критерием оценки эффективности процесса разрушения забоя скважины долотом:

 

- приведенная нагрузка на долото (Рд/D)

* углубка долота за оборот (h/n)

- проходка на долото, Нд

- проходка за рейс, Нр

 

3. Какая из приведенных формул механической скорости проходки характеризует эффективность работы долота:

 

- Vм = h/t

* Vм = Nд/Аv*F₃

- Vм = V₀

- Vм = V₀e^-et

 

4. Рациональное время долота на забое определяется по формуле:

 

- t_рац=

- t_рац=

* t_рац=

- t_рац=

 

 

5. Подача промывочной жидкости при роторном бурении определяется по формуле:

 

- Q = п/4(D_д – d_б.т)*V_в.п

- Q = п/4(D_д²– d_б.т²)*V_в.п

* Q = п/4η (D_д²– d_б.т²)*V_в.п

- Q = п/4η (D_д²– d_{муфт.б.т}²)*V_в.п

 

 

 

 

 

 

 

6. Объемный расход в СИ имеет размерность:

 

- л/с

- л/м

* м³/с

- м³/сут

7. Давление в СИ имеет размерность:

 

- (Н)

* (Па)

- (Дж)

- (Вт)

 

8. Сколько различают типов твердости матрицы в алмазном геологоразведочном инструменте:

 

- три

- четыре

* пять

- шесть

 

9. Сколько существует отечественных стандартизированных рядов буров наконечников диаметров (наружный/внутренний):

 

- три

* четыре

- пять

- шесть

 

10. Какое количество параметров режимов вращательного бурения с промывкой задается машинистом буровой установки:

 

- два

* три

- четыре

- пять

 

 

11. Что является критериями выбора алмазной коронки:

 

-абразивность по ВНИИБТ

- абразивность по ЦНИГРИ

* категория горных пород по буримости

- коэффициент поглощения

 

 

12. Сколько существует типов алмазны коронок, которые различают по крупности алмазных зерен

 

- два

* три

- четыре

- пять

 

13. Сколько параметров режимов ударно-канатного бурения задается машинистом буровой установки

 

- два

- три

* четыре

- пять

 

14. Сколько параметров режимов пенетрационного бурения задается машинистом буровой установки

 

* один

- два

- три

- пять

 

15. По какой формуле рассчитывается осевая нагрузка на шарошечное долото

 

- P = p*m

- P = P_o*S

* P_д = P_уд*D_д

- P_д =d_з*P_ш*F_k

 

16. Сколько методов абразивности применяется в практике выбора шарошечных долот

 

* один

- два

- три

- пять

 

17. Сколько методов твердости применяется в практике выбора шарошечных долот

 

- два

- три

* один

- четыре

 

 

18. В каких породах рекомендуется применять долота РДС

 

- в крепких

* в мягих

* в средних

- в твердых абразивных

 

19. В каком диапазоне категорий по буримостиприменяются алмазные импрегнированные коронки

 

- I-IV

- I-VI

- VI-IX

* IX-XII

 

20. В каком диапазоне категорий по буримостиприменяются однослойные алмазные коронки

 

- I-IV

- I-VI

* VI-IX

- IX-XII

 

21. Сколько методов определения буримости применено в практике бурения колонковых скважин

 

 

* один

* два

- три

- четыре

 

22. В каком диапазоне категорий по буримости применяются ребристые твердосплавные коронки

 

*I-IV

- I-VI

- VI-IX

- IX-XII

 

 

23. В каком диапазоне категорий по буримости применяются самозатачивающиеся твердосплавные коронки

 

-I-IV

- I-VI

* VI-IX

- IX-XII

 

24. В каком диапазоне категорий по буримости применяются резцовые твердосплавные коронки

 

-I-IV

* IV-VI

- VI-IX

- IX-XII

 

25. К какому типу действия на породу относятся лопастные буровые долота

 

- дробящее

- дробяще-скалывающее

- режуще-истирающее

* режуще-скалывающее

 

26. К какому типу действия на породу относятся алмазные и фрезерные буровые долота

 

- дробящее

- дробяще-скалывающее

* режуще-истирающее

- режуще-скалывающее

 

27. К какому типу действия на породу относятся шарошечные буровые долота со смещенной осью цапф

 

- дробящее

*дробяще-скалывающее

- режуще-истирающее

- режуще-скалывающее

 

28. К какому типу действия на породу относятся шарошечные буровые долота без смещения оси цапф

* дробящее

- дробяще-скалывающее

- режуще-истирающее

- режуще-скалывающее

 

 

29. Сколько параметров включает рабочая характеристика турбины турбобура при постоянном расходе жидкости

 

- два

- три

- четыре

* пять

 

 

30. Сколько параметров включает рабочая характеристика винтового двигателя при постоянном расходе жидкости

 

- два

- три

* четыре

- пять

 

31. Сколько параметров включает рабочая характеристика электробура

 

* два

- три

- четыре

- пять

 

2.10 Учебно-тематический план

Учебно-тематический план занятий по дисциплине:

-«Разрушение горных пород при проведении геологоразведочных работ»

Направление «Нефтегазовое дело» 131000

Форма обучения очная

Количество часов по учебному плану 144 часов

№

Раздел, тема

Количество часов

Контрольные мероприятия (баллы)

Сумма

Всего

Самостоятельная работа

Аудиторные занятия

Всего

Лекционные

Групповые

Лабораторные

Контрольные работы

Курсовые работы

Реферат

Зачет

Экзамен

Баллов

Задачи и значения дисциплины, краткая история развития дисциплины, связь с другими дисциплинами и областями знаний – 1 час;

Кристаллы, кристаллиты, кристаллические решетки, дефекты; 2час

Признаки горных пород. Классификация способа разрушения горных пород при бурении скважин – 2 часа;

Моделирование процесса вдавливания индентора в упругое полупространство.задача Буесинеска. Задача Герца. Механизм вдавливания индентора плоской, сферической и клинообразной формы – 2 часа;

принципиальные схемы конструкций породоразрушающих инструментов резцового типа. Определение глубины внедрения резца за один оборот. Определение скорости и мощности, затрачиваемой на процесс разрушения твердосплавного алмазного П.Р.И. – 2 часа;

ударно – вращательный способ разрушения горных пород при бурении, условия применения, технология, расчет режимов бурения. Мощность, подводимая к ударной машине – 2 час;

Конструктивные элементы шарошочного долота. Сущность разрушения горных пород шарошочными долотами. Эффект скольжения шарошек. Рациональное время работы шарошочного долота на забое; долота РДС, сущность разрушения долотами РДС, конструкции, условия применения – 2 часа;

Ударно – канатное бурение. Механизм разрушения, конструкция долот, условия применения. Мощность, расходуемая на бурение – 2 часа;

Буримость горных пород, способы оценки буримости горных пород. Регулирование процесса бурения – 2 часа;

Итого часов за семестр

Расчетная работа

 

Российский государственный геологоразведочный университет

Имени Серого Орджоникидзе

 

Расчётная работа

Кафедра современных технологий бурения скважин (СТБС)

по дисциплине «РГП при ГРР»

 

Методическое пособие для студентов групп РТ, РТН, ЗРТ.

 

 

Москва

2013г.

 

План расчетной работы:

 

1. Выбор долот для бескернового бурения.
2. Определение категории по буримости для колонкового бурения.
3. Бескерновое бурение:

А) Расчет режимов бурения:

Б) Расчет затрат мощности на разрушение забоя скважины.

4. Колонковое бурение

Твердосплавный П.Р.И.:

А) выбор типа твердосплавной коронки;

Б) расчет режимов бурения;

В) расчет механических скоростей бурения;

Г) расчет затрат мощности на разрушение забоя скважины.

Алмазный П.Р.И.:

А) выбор типа алмазной коронки;

Б) расчет режимов бурения;

В) расчет механической скорости бурения;

Г) расчет затрат мощности на разрушение забоя скважины.

 

 

Каждому студенту выдается задание, по условиям которого он должен построить конструкцию скважины.

Выполнение расчетов осуществляется последовательно от первой до последней пачки г.п.

Для каждой пачки выполняются расчеты:

− выбор конструкции и типа П.Р.И.;

− определить категории г.п. по буримости;

− расчет режимов бурения;

− расчет механических скоростей бурения;

− расчет затрат мощности на разрушение забоя скважин.

 

Расчетная работа должна иметь титульный лист, задание, оглавление, расчетную часть, список использованной литературы.

Для пачек г.п., где запроектировано бескерновое бурение, производим выбор рационального типа долота по методике ВНИИБТ, приведенной с примером расчета в работе А.Г. Калинин, А.И. Радин, Н.В. Соловьев, И.Д. Бронников, А.А. Тунгусов «Бурение разведочных скважин на жидкие и газообразные полезные ископаемые».Учебно-методическое пособие (Первая часть) Москва 2007, СС. 9-10, 26-27. [1] Выбор долота осуществляется по классификационной таблице парных соответствий категорий твердости и абразивности пород типам шарошечных долот рис1.2., с.26.; предварительно определяются средние категории твердости и абразивности на интервале пачек, где запроектировано бескерновое бурение.

Средневзвешенная категория твердости горных пород в пределах выделенных пачек определяется по формуле

(1)

Где Т -категория твердости пород по i-ой пачке;

m - мощность пород г.п. i-ой пачки;

М- суммарная мощность пачек г.п.;

 

Средневзвешенная категория абразивности определяется по формуле

 

(2)

 

Где А - категория абразивности пород по i-ой пачке. Уточение типа долота осуществляется по учебному пособию Н.В. Соловьева и др. «Бурение разведочных скважин», с.26-29. Для пачек пород где запроектировано колонковое бурение, рассчитываем категорию горных по буримоси по формуле

 

(3),

 

Где ς - объединенный показатель;

F - динамическая прочность;

К - коэффициент абразивности по Любимову Н.И..

 

Затем по «Справочнику инженера по бурению геологоразведочных скважин» том I, [2]с. 22. по таблице II 8 по значению ς определяем категорию по буримости. Далее, сравниваем полученное значение категории с выданным в задании и принимаем, полученное расчетным путем.

 

Бескерновое бурение

А) Расчет режимов бурения осуществляется по учебному пособию Н.В. Соловьев и др. « Бурение разведочных скважин» Москва 2008, с. 40-41. [3]

Осевая нагрузка на долото определяется по формуле:

 

 

Где Р , кн/см- удельная осевая нагрузка на долото;

Д, см- диаметр долота.

 

Число оборотов долота определяется по формуле:

 

, в мин,

Где Д- диаметр долота, м;

V- окружные скорости вращения долота. м/с

 

Расход промывочной жидкости определяется по формуле:

 

(6), л/мин

 

Где F- площадь кольцевого зазора между стенками скважины и бурильными трубами, дм ;

(7),

Где Д - диаметр скважины, дм;

d - диаметр бурильных труб, дм;

V -скорость восходящего потока между стенками скважины и бурильными трубами, дм/мин;

V =240 дм/мин – в твердых породах;

V = 480 дм/мин – в мягких породах;

 

Б) Расчет затрат мощности на разрушение забоя колонковым долотом.

 

(8). [квт],

Где N - удельная мощность, отнесенная к 1 см забоя, квт/см .

В зависимости от нагрузки на долото, частоты вращения и скорости бурения N колеблется в пределах 0, 006-0.18 квт/см

S- площадь забоя, см

 

При бурении шарошечными далотами небольших размеров используют формулу (9)

 

, (квт) (9),

 

Где f- коэффициент, равный 1, 0 при Д менее 76мм; при Д 76мм f=0, 17;

При бурении долотами диаметром 120-450 м:

 

(10)

 

Д - диаметр долота, мм;

n- число оборотов долота в мин.;

Р -нагрузка на долото, кН

С=2, 6 для мягких пород;

С=2, 3 для пород средней крепости;

С=1, 85 для крепких пород.

 

 

Колонковое бурение.

А) Выбор типа твердосплавной коронки, осуществляется с учетом категории пород по буримости, характеристики абразивности пород и названия пород по таблице 6, с. 18-19 по учебному пособию Н.В. Соловьева и др. «Бурение разведочных скважин», Москва 2008. [3]

 

Б)Расчет режимов бурения осуществляется по учебному пособию Н.В. Соловьева и др. «Бурение разведочных скважин» с. 38-39 [3]

 

Осевая нагрузка (в кН) на коронку вычисляется по формуле:

 

(11),

 

Где Р - осевая нагрузка на один резец или вставку, Н;

M – число основных резцов или вставок в коронке.

Значение Р и m в зависимости от свойств горных пород приведены в таблице 6.с 18-19 [3].

Частота вращения (в об/мин) коронки определяется по формуле:

 

(12)

 

Где V- окружная скорость вращения коронки, м/с

 

, [м],

 

Где D - наружный диаметр коронки, м;

D - внутренний диаметр коронки, м;

π - 3, 14.

Расход промывочной жидкости вычисляется по формуле:

 

, (13), [л/мин]

 

Где q- удельный расход промывочной жидкости на 1 мм диаметра коронки, ;

D - наружний диаметр коронки, мм.

 

В) Расчет механических скоростей бурения. Механические скорости бурения по мягким породам твердосплавными коронками типа М определяем по формуле Б.И. Воздвиженского (Б.И.В.)

 

, (14), [м/ч]

 

Где - коэффициент трения, принимаем равным 0, 3;

Рос - осевая нагрузка на коронку;

Ршт - твердость по штампу;

tgα – тангенс угла приострения резца коронки, принимаем α =65 ;

(R-r) – наружный и внутренний радиусы коронки соответственно;

n – число оборотов коронки.

 

Механическая скорость бурения коронками типа СМ определяется по формуле:

 

, (15), [м/ч]

 

Где ω - окружная скорость вращения коронки, м/с;

Ро - осевая нагрузка на основной резец, кН;

ς - объединенный показатель, учитывающий влияние динамической прочности и абразивности пород.

 

Механическая скорость бурения самозатачивающимися твердосплавными коронками типа СА определяется по формуле:

 

, (16), [м/ч]

 

Значение ω и Ро находим из таблицы 6, с. 18-19. [3]

 

Г) Расчет затрат мощности на разрушение забоя скважины.

Расчет затрат мощности на разрушение забоя твердосплавными коронками определяется по двум формулам:

 

Формула «Союзгеотехника»

 

, (17). [квт]

 

Где - коэффициент трения, =0, 3;

Рос – осевая нагрузка на коронку, н;

n - число оборотов коронки в мин;

R и r – наружный и внутренний радиусы коронки, соответсвтенно, см;

1950000 – переводной коэффициент размерности.

 

Формула Санкт-Петербургского горного университета.

 

, (18), [квт]

 

Где Р – осевая нагрузка на коронку, D Н;

n – число оборотов коронки в мин;

D = , м,

 

D - наружный диаметр коронки;

D - внутренний диаметр коронки;

 

Бурение алмазными коронками

А) Выбор типа алмазной коронки осуществляется по справочнику инженера по бурению геологоразведочных скважин, том I, таблица VIII, с. 248-249 с учетом категории горных пород по буримости, степени абразивности, трещиноватости г.п..

 

Б) Расчет режимов бурения.

Осевая нагрузка на коронку (в кН) определяется по формуле:

 

, (19),

Где Ро- осевая нагрузка на 1см алмазосодержащей площади торца коронки, кН/см ;

ς – площадь торца коронки за вычетом площади промывочных окон, см ;

 

Значения Ро и ς определяются в зависимости от категории г.п. по буримости и диаметра алмазной коронки по таблице 17, 18, d 39

 

Число оборотов коронки определяется по формуле:

 

, (20), [м/ч]

 

Значения окружных скоростей алмазной коронки определяется по Н.В. Соловьеву и др. по таблице 18.1., с 40. Диаметры наружние и внутренние алмазных коронок находим по Справочнику, 1 том, таблица VIII. 3, с. 240.

 

Расход промывочной жидкости определяется по формуле

 

, ( 21). [л/мин],

 

Где D - наружный диаметр коронки, мм;

q- удельных расход промывочной жидкости, л/мин

значение q приведены в таблице 19 на с. 40. [3]

 

В) Расчет механической скорости бурения осуществляется по методике ВИТР по номограмме с учетом оптимального значения углубки за оборот ( ) для выбранного типа.

 

Г) Расчет затрат мощности на разрушение забоя скважины производится по двум формулам.

 

Формула «Союзгеотехника»

 

кВт,

 

Условные обозначения см. формула (17)

 

Формула Санкт-Петербургского горного университета

 

, (22) [квт ],

 

Где Р- осевая нагрузка на алмазную коронку, D , Н;

n - число оборотов коронки в мин;

 

, м,

Где D - наружный диаметр коронки;

D - внутренний диаметр коронки, м.

 

После выполнения расчетов для бескерновго и колонкового бурения по полученным значениями:

 

- механических скоростей бурения;

- затрат мощности на разрушение забоя

- студент сравнивает результаты и объясняет их с учетом типов-размеров породоразрушающих инструментов и свойств горных пород.

 

Литература

 

1. А.Г. Калинин, А.И. Радин, Н.В. Соловьев, И.Д. Бронников, А.А. Тунгусов «Бурение разведочных скважин на жидкие и газообразные полезные ископаемые» Учебное пособие (часть первая) РГГРУ, Москва 2007 г, 135 с.
2. Справочник инженера по бурению геологоразведочных скважин, том. Под редакцией проф. Е.А. Козловского Москва, Недра, 1984, 511с
3. Н.В. Соловьев, И.Д. Бронников, Е.Д. Хромин, А.Г. Гурждиев. Бурение разведочных скважин. Учебное пособие. РГГРУ, Москва, 2008, 75с

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: