- •Кафедра “Бурение нефтяных и газовых скважин”
- •Введение
- •Методы разрушения горныхпород
- •И классификация способов бурения
- •Элементы механики сплошных сред
- •Напряжение и деформация сплошной среды
- •Напряженное состояние в точке тела
- •Коэффициент пуассона , модуль упругости (юнга) е и модуль сдвига g
- •Пластические свойства горных пород
- •Текучесть твердых тел
- •Упругий гистерезис и упругое последействие
- •Релаксация и ползучесть
- •Физические свойства горных пород
- •Теоретическая прочность твердых тел.
- •Масштабный фактор
- •Силы связи между зернами в поликристаллических телах
- •Основные сведения о горных породах
- •Влияние забойных факторов на механические
- •Свойства горных пород
- •Влияние структуры, текстуры и минералогического состава
- •Влияние глубины залегания пород
- •Влияние всестороннего сжатия
- •Влияние жидких сред
- •Влияние температуры
- •Влияние скорости приложения нагрузки
- •Влияние масштабного фактора
- •Влияние формы разрушающего инструмента
- •Механические свойства горных пород при вдавливании
- •Штампа и зуба
- •Влияние кинематики долота
- •Влияние шероховатости поверхности горных пород
- •Влияние воды на механические свойства горных пород
- •Неоднородность горных пород
- •Механические свойства горных пород и минералов
- •При простых видах испытаний
- •Прочность горных пород при простых видах деформирования
- •Твердость минералов
- •Определение твердости
- •Напряженное состояние горных пород в земной коре
- •Основные факторы, определяющие напряженное
- •Состояние горных пород в земной коре
- •Поведение горных пород при равномерном всестороннем сжатии
- •Особенности горных пород в условиях неравномерного всестороннего сжатия
- •Пластичность горных пород
- •Напряженное состояние горных пород на стенках скважины
- •Факторы, влияющие на величину давления разрыва пластов (гидроразрыв)
- •Влияние среды на процесс разрушения горных пород
- •При бурении. Понизители твердости (пав)
- •Технологические свойства горных пород
- •При бурении скважин
- •Напряженное состояние горных пород при бурении
- •Вдавливание цилиндрического штампа с плоским основанием
- •Вдавливание в горную породу жесткой сферы
- •Вдавливание в горную породу жесткого цилиндра
- •По образующей
- •Определение механических свойств горных пород методом вдавливания штампа
- •Методика испытания горных пород при определении
- •Механических свойств путем вдавливания штампа
- •Классификация горных пород по механическим свойствам
- •I - 10-100
- •Разрушение горных пород и упругие характеристики
- •При динамическом вдавливании
- •Абразивные свойства горных пород
- •Факторы, влияющие на износ металлов при трении
- •Влияние различных факторов на абразивную
- •Способность горных пород
- •Влияние среды на абразивное изнашивание стали
- •И твердых сплавов
- •Износ металлов раздробленными горными породами
- •Методы изучения абразивности горных пород
- •Новые методы разрушения горных пород
- •Основные принципы разрушения горных пород
- •При бурении скважин
- •Механические методы разрушения горных пород
- •Классификация методов разрушения горных пород
- •Ультразвуковое разрушение
- •Разрушение струей воды
- •Взрывной метод
- •Электрогидравлическое разрушение
- •Термическое разрушение горных пород
- •Термотехническое разрушение
- •Разрушение горных пород при бурении долотами
- •Режуще-скалывающего типа
- •Технические требования к конструкции лопастных долот
- •Конструктивные особенности долот истирающего действия
- •Конструктивные особенности одношарошечных долот
- •Конструктивные особенности шарошечных долот
- •Скалывающего действия
- •Гидромониторные долота
- •Разрушение горных пород кольцевым забоем и отбор керна
- •Влияние различных факторов на показатели работы долот
- •Влияние нагрузки на механическую скорость проходки
- •Влияние скорости вращения на механическую скорость проходки
- •Влияние расхода бурового раствора на механическую скорость проходки
- •Классификация горных пород по буримости
- •Библиографический список
Классификация методов разрушения горных пород
Механические методы.
Термические методы.
Электрофизические методы.
Комбинированные методы.
1. Механические.
1 а. Механические с породоразрушающим инструментом.
2 б. Механические без породоразрушающего инструмента.
1 а. Механические методы разрушения горных пород
с породоразрушающим инструментом
Резание горных пород.
Ударное разрушение горных пород.
Резание с наложением ударных нагрузок.
а) ударно-вращательное (роторный способ, турбинный и электробур),
б) ударно-вращательное бурение погружными гидробурами,
в) ударно-вращательное бурение с наложением гармонических колебаний.
1 б. Механические методы разрушения горных пород
без породоразрушающего инструмента
Разрушение струей воды.
Взрывной метод.
Ультразвуковое разрушение.
Электрогидравлический метод.
Электрофизические методы разрушения.
Высокочастотный.
Разрушение горных пород в быстропеременном магнитном поле.
Комбинированный метод
Термомеханическое разрушение.
Ударно-вращательное бурение погружными гидробурами
При глубоком бурении с промывкой скважин водой или глинистыми (или другими) растворами могут быть использованы погружные гидравлические механизмы, которыми создаются удары по рабочему инструменту. Первой гидроударной машиной был гидравлический таран В. Вольского (1900).
Следует отметить, что до сих пор гидроударные механизмы не нашли практического применения при глубоком бурении. В настоящее время есть некоторые сдвиги в этом вопросе, в связи с бурным развитием гидромашин.
Ударно-вращательное бурение с наложением на рабочий инструмент гармонических колебаний
Ударная нагрузка на инструмент может передаваться также при помощи устройств, генерирующих гармонические колебания .
Частоты колебаний (полные колебания за 1 сек.) принято разделять на инфразвуковые до 16 гц, звуковые до 2000 гц и ультразвуковые свыше 2000 гц.
Установлено, что величина статического усилия подачи при бурении с наложением колебаний существенно сказывается на скорости бурения и на проходке на одно долото.
Чтобы повысить производительность труда при разрушении горных пород, необходимо увеличивать мощность, передаваемую на забой и одновременно снижать расход этой мощности на износ породоразрушающего инструмента и на другие непроизводительные потери. В связи с этим, в частности, большой интерес представляют механические методы разрушения горных пород без использования породоразрушающего инструмента или таким инструментом, который, изнашиваясь, почти не меняет своей геометрии.
Ультразвуковое разрушение
В настоящее время ультразвук пытаются использовать для разрушения горных пород. При таком методе разрушение производится инструментом, совершающим возвратно-поступательные колебания с высокой частотой и небольшой амплитудой, причем в зону разрушения поступает суспензия абразивов в жидкости, а инструмент подается в направлении колебаний с небольшим усилием.
Здесь скорость разрушения зависит от амплитуды и частоты колебаний инструмента, твердости и размера зерен абразива, содержания абразива в жидкости, вязкости жидкости, усилия подачи, формы инструмента, глубины резания и др.