Разрушение горных пород при бурении скважин

                                                                                                                                                           

     Находим:

1) среднее  арифметическое значение

      ;

      .

     

2) среднее квадратическое отклонение

        Рассмотрим 2-ой ряд.

Ранжирование  ряда:   

                   x₀₁          x₀₂          x₀₃       x₀₄             x₀₅            x₀₆

                                       _{4.0            4.1           4.8             5.1                 5.8             6.3}

    Таблица3 - Расчет параметров распределения крайних значений 2-го ряда

 
 
 

     Находим:

1) среднее  арифметическое значение

      ;

      .

     

2) среднее  квадратическое отклонение

;

       

2.4  Оценка однородности интервала бурения                                                                                                                          Применение метода сравнений требует вычисления общего среднеквадратичного отклонения полученных вариационных рядов по формуле:

     

,   

     где индексы 1,2 соответственно 1-ый и 2-ой вариационные ряды.

                                          

     Параметр  распределения t₁₂ разности средних арифметических значений рядов по формуле: 

      ;    

      .

     Вычисленное значение параметра t₁₂ сравниваем с критическим t(P,f) распределения Стьюдента, соответствующим заданной вероятности и числу степеней свободы f, которое в данном случае вычисляется по формуле:

     

,    

      ;

     t₁₂=3.33 > t _кр=2.36

     Значит интервал бурения неоднородный, и его выделенные части следует рассматривать отдельно. 2-ый ряд отбрасываем из дальнейших расчетов, весь остальной расчет будем вести по 1-ому ряду (его толщина наибольшая). 
 
 
 

   3  Определение расчетных характеристик выбранного ряда

      Для большей по толщине части интервала бурения проводим обработку

всех вариационных рядов.

     Верхний и нижний границы случайной величины, в пределах которых с заданной вероятностью лежат все ее значения:

     

     

      где t_1,,t₂ - параметр распределения Стьюдента, значения которых приведены в таблицах.

Для одной  случайной величины степень свободы  равна: f=3-1=2; t₁=4.30;                                                                                                                Для двух случайных величин степень свободы равна: f=2n-2=4; t₂=2.78;                                                                                 

Для Р₀:     

Р0н1=553.3-142*4.30=57.3;                                                                                                         Р0В1= 553.3+142*4.30=1163.9;                                                                                             ;                  

Р0н2=553.3-142*2.78=158.5;                                                                                                         Р0В2= 553.3+142*2.78=948;            

     Расчеты покажем на примере предела текучести  горной породы по штампу P₀:     1

 МПа;

2 МПа;

     3 в случае одной случайной величины  число степеней свободы  и тогда параметр Стьюдента (табл. 2.4) . Мы имеем:

         МПа;

         МПа;

     4 в случае 2-х случайных величин  число степеней свободы и тогда параметр Стьюдента (табл. 3.1) . Мы имеем:

МПа;

МПа.

     Результаты расчетов характеристик вариационных рядов, а также нижние и верхние значения сведем в таблицу 3.

  Статистические  характеристики показателей механических свойств горных пород.

           Таблица 4 – Статистические характеристики показателей механических свойств и пористости горных пород

                                                                                                                                                           

                                                                          

                                                                           

4 Выбор долот, определение областей разрушения горной   породы и осевых нагрузок на долотА

                                                                                                                                           4.1 Требования к выбранным долотам                                                                                     Выбранные долота должны:

-соответствовать твердости горных пород;

   -обеспечивать наиболее высокую область разрушения горной породы, что соответствует обеспечению наибольшей механической скорости бурения;

   -вооружение долота первого класса должно обеспечивать использование ресурса опоры, т.е. соответствовать абразивности горной породы.                                                                                                                    4.2  Предварительный выбор типа вооружения долот

     Каждый  тип долот имеет свою область  рационального использования. Эти  области характеризуются твердостью горных пород, выраженной в категориях.

     Формулы, для перехода от показателей твердости в МПа к показателям в категориях, следующие:

     

     

     

       

          

  

     Строим  номограммы: 
 
 
 
 
 

                                а                                                              б   

     Рисунок 2 – Номограммы для выбора типов вооружения долот

                     а – для долот 1-го класса;  б – для долот 2-го класса      

4.3  Выбор типа опор шарошек  и типа системы промывки.

           Шарошечные долота изготавливаются с четырьмя основными типами опор (АУ, НУ, Н, В), предназначенными для соответствующих им частот вращения долот.

     Выбираем  долота, тип опор шарошек и систем промывки:

           типа CТ – для 1-го класса;

           типа МCЗ – для 2-го класса;

           тип опор НУ (по частоте вращения долот n_д = 125 об/мин);

           промывка гидромониторная  Г.

     Записываем  полный шифр выбранных долот обоих классов:

           190,5СТ-ГНУ(243)            190,5 МСЗ-ГНУ(535).

В скобках  показан шифр долота по международному коду.  

Параметры вооружения долот:

Таблица 5 –  для  долота 1-го класса

    

Таблица 6 –  для долота 2-го класса