Разрушение горных пород при бурении скважин

      _; 

         _.                                    

      .

     Найдем  интенсивность мощности трения:

      . 

     Рассчитываем  стойкость:

      =0,2 часов

     Путем интерполяции уточним величину стойкости  опоры в соответствии с заданной частотой вращения долота по формуле:

      ,

          где  и - меньшее и большее значения стойкости, ч;

       - большее и меньшее значения частот вращения, об/ мин.

      часов 

     Т₀>Т_воор.- не использован ресурс опоры. 

       6 Расчет области разрушения горной породы долотом 2-го класса

     Расчет  средней безразмерной нагрузки на долото, для оценки возможной области  разрушения горной породы. Для зубков с цилиндрической рабочей поверхностью формула выглядит так:

      ,        k _d=1,2        .

     Сопоставляя с безразмерными нагрузками скачков  для соответствующих зубков выбираем 3-ую область разрушения.

                Рассчитываем нижнюю нагрузку 3-го скачка по формуле:

      ;

      Кн.

     Так как G_н3 > G_п, то я перехожу в 2-ую область и расчет G_н проводим по следующей формуле: 

      ;

      =73,3 кН.

G_н2< G_n  =>  долото обеспечивает расчетную область.                                                                           

             Долото 190,5 МСЗ-ГНУ(535) должно работать во торой области разрушения. Диапазон нагрузок на долото для четвертой области разрушения 73,3÷200 кН.                                                                                                                               

   7 ПРИНЯТИЕ РЕШЕНИЯ О ТИПЕ И КЛАССЕ ДОЛОТА                                  1-й этап – обеспечивает ли объемное разрушение:

долото 1-го класса - да( четвертую область );                                                                                            долото 2-го класса - да( вторую область).                                                                                                                                           2-й этап – для какого долота область разрушения более высокая:                                                                        долото 1-го класса - четвертая область;                                                                                                                 долото 2-го класса - вторая область. 

     8 РАСЧЕТ ГИДРОМОНИТОРНОЙ СИСТЕМЫ ПРОМЫВКИ ДОЛОТА 

     Находим расход бурового раствора

                          м³/с

     где: м/с – удельный расход бурового раствора ;

            м² – площадь забоя скважины. 

     В случае гидромониторного долота необходимо обеспечить скорости истечения жидкости v_u из насадок от 60 до 120 м/с. Условие v_m > 60 м/с вытекает из необходимости обеспечения гидромониторного эффекта на забое скважины. В противном случае применение долота с гидромониторной системой промывки не имеет смысла. Гидромониторный узел долота показан на рисунке 5. Стрелкой показан вектор скорости v_u, а размерными линиями расчетный диаметр d насадки.

                      

     Рисунок 4 – Гидромониторный узел долота с гвоздевым креплением насадки

     1 – корпус долота; 2 – насадка; 3 – резиновое уплотнительное  кольцо; 4 -        

     гвоздь, крепящий насадку в корпусе долота  

     Пo величине выбранного расхода жидкости Q и скорости истечения рассчитываем площади каналов и подбираем (по таблице 6.1) насадки         соответств. диаметров d_н. Площадь канала насадки 3^-хшарошечного долота:

                  

при м/с       мм²;

  при м/с       мм².

            По рассчитанным значениям f выбираем стандартные диаметры

  насадки ближайших больших диаметров:

   при ;

   при ;

   при ;

   при ;

           Считаем перепад давления на гидромониторном долоте по

  выбранным   диаметрам насадок по формуле:

                     ,

     где Q – выбранный расход бурового раствора;

             ρ – плотность бурового раствора;

             μ  – коэффициент расхода,  μ = 0,9;

             f – площадь канала выбранной насадки, м².

       МПа;

      МПа;

      МПа; 

      МПа;

       

              9 Основные итоги работы.

         Окончательные результаты по курсовой работе оформим в виде таблицы 5. 

Расчетные параметры режима и ожидаемые  показатели бурения интервала

Таблица 5

 

                Вывод: износостойкость вооружения долота 1 – го класса 190,5СТ-ГНУ(243)  не обеспечивает использование ресурса опор, и предпочтение отдаем долоту 2 – го класса   190,5 МСЗ-ГНУ(535), которое должно работать во второй области, диапазон нагрузок на долото 73,3…200 кН. 

       .