5 курс / Рязан / Рязанов 37- 45

37. Материалы и технология изготовления обсадних труб для стальной крепи стволов шахт. Требования к трубам по обеспечению вертикальности при сборке секций крепи.

Обсадные трубы для крепления стволов изготавливаются из бетона, бетона и стали, стали. Наибольшее распространение получила стальная крепь. Для изготовления используют прокатные листы шириной 1,5- 2,6м и толщиной 10- 20мм. Пропускают через листо- гибочную машину. Накладывают продольный шов автоматической сварко- это обечайка. Из обечаек сваривают обсадную трубу, длиной 3,6, 10м. У трубы делают наружную фаску, для последующей сварки. Для предотвращения смятия при транпорт. с двух торцов трубы, внутри устанавливают крестовины из уголков, со стороной 50-75мм и в лежачем положении их перевозят. Трубы могут быть гладкими и усиленными шпангоутами( бандаж). Расстояние между шпангоутами зависит от внешнего давления на крепь, принимается 0,5- 1м. Крайние шпангоуты. Шпангоут распологают от края из листа трубы на 350мм. металла.

Для обеспечения вертикальности к трубам предъявляются требования:

1.В двух диаметрально противоположных листах продольные направляющие должны иметь одну и ту же длину.

2.Угол направляющей в торцевой плоскости должен быть прямым.

38.Порядок прочностного расчета крепи со шпангоутом из листового металла. Схема к расчету.

D_тр- диаметр трубы, δ- толщина стенки трубы, а- шаг шпангоута, b- ширина шпангоута, h- высота шпангоута, ρ_тр- плотность тампонажного раствора, ρ_ж- плотность пж.

1. Радиус трубы

R_тр= D_тр/2

2. Положение центральных осей инерции трубы и шпангоута относительно оси О-О

L₁= δ/2 L₂= b/2+ δ

3. Площади поперечных сечений трубы и шпангоута на длине шага

F₁= aδ F₂= bh

4. Положение главной центральной оси инерции

L₀= F₁L₁+ F₂L₂/ = F₁₊ F₂

5. Расстояние от главной центральной оси инерции до центральных осей сечений трубы и шпангоута

S₁= L₀- L₁ S₂= L₀- L₂

6. Моменты инерции сечений трубы и шпангоута

J₁= aδ³/12+ F₁S₁² J₁= hb³/12+ F₂S₂²

7. Суммарный главный момент инерции

J₀= J₁+ J₂

8. Момент инерции сечения, приведенный к длине шага шпангоута

J_п= J₀/a

9. Приведенный радиус крепи

R= R_тр- δ+ L₀

10. Критическое внешнее давление для приведенного радиуса сечения крепи

Р_кр= (6* 10¹¹ J_п)R³

11. Допустимое внешнее давление

P_доп= 0,7 Р_кр

12. Допустимая длина труб при тампонировании затрубного пространства

L_доп= Р_доп/10ρ

Для незаполненных жидкостью труб ρ= ρ_тр- ρ_ж

39. Порядок прочностного расчета крепи со шпангоутом из швелеров. Схема к расчету.

D_тр- диаметр трубы, δ- толщина стенки трубы, а- шаг шпангоута, b- ширина шпангоута, h- высота шпангоута, ρ_тр- плотность тампонажного раствора, ρ_ж- плотность пж.

1. Радиус трубы

R_тр= D_тр/2

2. Положение центральных осей инерции трубы и шпангоута относительно оси О-О

L₁= δ/2 L₂= (b- Z₀)+ δ

3. Площади поперечных сечений трубы и шпангоута на длине шага

F₁= aδ F₂= bh

4. Положение главной центральной оси инерции

L₀= F₁L₁+ F₂L₂/ = F₁₊ F₂

5. Расстояние от главной центральной оси инерции до центральных осей сечений трубы и шпангоута

S₁= L₀- L₁ S₂= L₀- L₂

6. Моменты инерции сечений трубы и шпангоута

J₁= aδ³/12+ F₁S₁² J₁= hb³/12+ F₂S₂²

7. Суммарный главный момент инерции

J₀= J₁+ J₂

8. Момент инерции сечения, приведенный к длине шага шпангоута

J_п= J₀/a

9. Приведенный радиус крепи

R= R_тр- δ+ L₀

10. Критическое внешнее давление для приведенного радиуса сечения крепи

Р_кр= (6* 10¹¹ J_п)R³

11. Допустимое внешнее давление

P_доп= 0,7 Р_кр

12. Допустимая длина труб при тампонировании затрубного пространства

L_доп= Р_доп/10ρ

Для незаполненных жидкостью труб ρ= ρ_тр- ρ_ж

40. Способы возведения крепи: область применения, общая схема реализации, преимущества и недостатки.

Крепь возводится погружным способом цельной колонны или секционным способом.

При постановке цельной колонны возможен:

1) С открытым дном.

Если вес колонны в сборе меньше номинальной грузоподъемности бурового оборудования. Область прим. в скв. диаметром до 1720м и длинне до 400- 450м. При постановке на забой разгружают на 1/3 и тампонируют. После твердения снимают с крюка.

2) С днищем( на плаву). Область применения когда вес колонны превыщает грузоподъемность оборудования.

3)Спуск на воздушной подушке. При диаметре до 2,5 м. После спуска части колонны вес которой немного меньше номинальной грузоподьёмности оборудования ее наращивают трубой с цементным мостом. Под цементный мост закачивают воздух и продолжают спуск колонны. По мере спуска воздух подкачивают. При превышении веса колонны номинальной грузоподъемности оборудования крепь возводят секционно. Главный недостаток отсутствие гарантированной герметичности крепи.

41. Стыковка секций крепи при помощи направляющих косынок.

Направляющие косынки закрепляются на верхней трубе нижней секции. Используются в не искрывленных стволах и устойчивых породах.

42. Стыковка секций крепи при помощи центрирующего винтового устройства.

Раскрепляется в нижней трубе верхней секции удерживающееся за счет трения лыж о поверхность трубы. После стыковки секций спускается в внутрь КВТ, соединяется через переходник с центрир. винтовым, проворачивается и освобождает лыжи, и поднимает БТ и лыжи.

43. Стыковка секций крепи при помощи металлических конусов. Устройство прямого металлического конуса.

Металлический конус может быть прямым ( если смотрит вниз) и обратный ( если смотрит вверх). Количество секторов от 4 до 6. Соединяются гайкой снаружи ,болт из нутри. Внутренний кону выступает на 700- 1000мм. При осушении ствола, конуса демонтируют. Применяется везде.

44. Стыковка секций крепи при помощи бетонных конусов. Устройство прямого бетонного конуса.

Представляет собой конструкцию бетонную направляющую, которая крепится в нижней части ОТ. Конус вылевается из бетона и армируется арматурой. Также посадка осуществляется с помощью козырька, крепящийся к ОТ пенькой. После крепления обсадных труб, бетонный кону перебуривается.

45. Подготовительные работы перед возведением секционной крепи.

Для начала работ по бурению ствола предусматривают место для складирования ОТ, сыпучих материалов, устанавливают силосы, тампонажный узел. Основными документами регламентирующие порядок буровых работ явл . ППР и технологические карты.

После достижения глубины постановки ОК производят:

1.Осветление ПЖ содержания песка не более 2%.

2.Очищают призабойную часть ствола от шлама ( методами примен. при доп. очистке)

3.С применением звуколокационной станции «Калибрир» производят замер искрывления и фактического объема ствола.

4.Демонтируют бур. Оборудования, кот. не задействуется и мешает креплению.

5.Устраняют неисправности вышки, лебедки и талевой системы.

6.ОТ в количестве необходимом для сборки 1-й секции перемещают ближе к устью. Каждую трубу нумеруют, измеряют по длине, толщине стенки и эллипсности. Данные заносят в журнал крепления.

7.Если позволяет проем мачты или вышки ОТ сваривают попарно на спец. стенде.

8.Размечают и вырезают окна под монтажно-прицепное устройство и балки, вваривают контрольно- разгрузочные пробки.