Основные физико-механические свойства горных пород.
Основные физико-механические свойства горных пород, влияющие на процесс бурения:
упругость;
пластичность;
прочность (твердость);
абразивность;
сплошность.
Упругость - способность горных породизменять форму и объем под влиянием силовых воздействий и полностью восстанавливать первоначальное состояние после устранения воздействий.
Пластичность - способность горных породизменять форму и объем под влиянием силовых воздействий и сохранять остаточные деформации после устранения воздействий.
Прочность – способность горной породы сопротивляться механическому разрушению.
Твердость – способность породы сопротивляться внедрению в нее постороннего тела.
Абразивность – способность горной породы изнашивать контактирующий с ней породоразрушающий инструмент в процессе их взаимодействия.
Сплошность характеризует структурное состояние горных пород, которое зависит от внутриструктурных нарушений (трещин, пор, поверхностей рыхлого контакта зерен и т. д.).
Анизотропность горных пород – неравнозначность их механических свойств в разных направлениях.
Механизм разрушения горной породы при вдавливании индентора.
В соответствии с первым механизмом разрушения при некоторой нагрузке на штамп в первой экстремальной зоне образуется кольцевая трещина, уходящая вглубь в виде конуса. Жесткость штампа значительно выше жесткости горной породы, а поэтому поперечная деформация породы, прилегающей к штампу, незначи-тельна. Следовательно, возможны некоторое раскрытие трещины и отсутствие давления на стенку трещины со стороны конуса. С увеличением нагрузки увеличивается глубина развития трещины. По мере удаления от поверхности влияние штампа на поперечную деформацию конуса уменьшается, и на некоторой глубине раскрытие трещины оказывается невозможным. При дальнейшем нагружении штампа поперечная деформация конуса будет ограничиваться окружающей его породой и, следовательно, будет увеличиваться давление со стороны конуса на окружающую породу (матрицу), которое стремится сдвинуть или оторвать матрицу. Известно, что сопротивление горных пород сдвигу и тем более отрыву весьма мало. При достижении некоторого критического давления со стороны конуса в матрице возникает боковая трещина отрыва-сдвига, и верхняя часть окружающей конус породы скалывается с образованием лунки. Отрыв матрицы сопровождается снижением бокового давления на конус и его разрушением. Штамп скачком по-гружается на значительную глубину.
Гидравлические забойные двигатели. Принцип работы, конструктивная схема, классификация.
Гидравлический забойный двигатель (ГЗД) – это механизм, в котором энергия потока промывочной жидкости преобразуется в механическую энергию вращения вала.
Г
ЗД
предназначен для вращения бурового
долота при бурении или ремонте нефтегазовой
скважины.