- •Кафедра буріння нафтових і газових свердловин
- •1 Предмет і методи дисципліни
- •2 Загальні відомості про будову землі
- •3 Будова гірських порід
- •3.1 Загальна систематика гірських порід
- •3.2 Петрографічні особливості будови гірських порід
- •3.3 Неоднорідність гірських порід
- •4 Пластові Флюїди
- •4.1 Загальна характеристика пластових флюїдів
- •4.2 Фізичні властивості пластових флюїдів
- •4.3 Молекулярно-поверхневі явища в пористому
- •5 Елементи механіки суцільних середовищ
- •5.1 Напруження і деформації суцільних середовищ
- •5.2 Основні рівняння механіки суцільних середовищ
- •5.3 Математична постановка задачі механіки
- •5.4 Рівняння напружено-деформованого стану
- •5.5 Теорії міцності
- •5.6 Основні поняття теорії фільтрації
- •6 Фізичні властивості гірських порід
- •6.1 Класифікація фізичних властивостей
- •6.2 Гравітаційні властивості
- •6.3 Механічні властивості
- •7 Напружений стан гірських порід в умовах природного залягання
- •8 Напружений стан гірських порід довкола бурової свердловини
- •8.1 Механізм проявлення гірського тиску
- •8.2 Термічні напруження в гірських породах
- •8.3 Гідродинамічні коливання тиску
- •8.4 Умови стійкості стінок свердловини
- •8.5 Гідророзрив пласта
- •8.6 Вплив свердловини на деформування гірських
- •8.7 Прояв в’язкісних властивостей гірських порід
- •9 Енергетичні закони руйнування (диспергування) крихких тіл
- •Продуктів руйнування
- •10 Закономірності руйнування і показники механічних властивостей гірських порід при втискуванні
- •10.1 Основні схеми взаємодії елементів озброєння
- •10.2 Фізичні явища при руйнуванні гірських порід
- •10.3 Напружений стани гірських порід при втискуванні
- •10.4 Втискування плоского циліндричного індентора
- •10.5 Втискування сферичного індентора
- •10.6 Втискування інденторів різної форми
- •10.7 Механізм руйнування гірських порід при
- •Вплив дотичного навантаження на розподіл
- •10.9 Визначення показників механічних властивостей гірських порід методом статичного втискування штампа
- •10.10 Класифікація гірських порід
- •11 Руйнування гірських порід при динамічному втискуванні
- •11.1 Основні принципи і схеми вивчення динамічного
- •11.2 Руйнування гірських порід при
- •11.3 Взаємозв’язок характеристик порід, визначених при статичному і динамічному втискуванні
- •12 Абразивність гірських порід
- •12.1 Основні поняття про зношування металів
- •12.2 Фактори, що впливають на абразивність
- •12.3 Методи і схеми вивчення зношування металів
- •13 Буримість гірських порід
- •Перелік рекомендованих джерел
Івано-Франківський національний технічний
університет нафти і газу
І.С. Васько
НАФТОГАЗОВА МЕХАНІКА
КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ
2011
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
Івано-Франківський національний технічний
університет нафти і газу
Кафедра буріння нафтових і газових свердловин
І.С. Васько
НАФТОГАЗОВА МЕХАНІКА
КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ
для студентів напряму підготовки "нафтогазова справа"
спеціальності "Буріння та освоєння нафтових і газових свердловин"
Івано-Франківськ
2011
МВ ********* – 2011
Васько І.С. Нафтогазова механіка: Конспект лекцій. - Івано-Франківськ: ІФНТУНГ, 2011.− 167 с.
Конспект лекцій складено згідно з програмою курсу “Нафтогазова механіка” для студентів спеціалізації “Буріння випробування свердловин”. Призначений для самостійної роботи студентів денної і заочної форм навчання при вивченні навчальної дисципліни. Розглянуто елементи механіки суцільного середовища, властивості пластових флюїдів, а також властивості гірських порід з точки зору їх руйнування при бурінні і стійкості стінок гірничих виробок, роботу і зношування породоруйнівного інструменту. Розглянуто основні задачі буримості гірських порід.
Рецензенти:
Волобуєв А.І. – канд. техн. наук, доцент кафедри буріння нафтових і газових свердловин ІФНТУНГ;
Тершак Б.А. – канд. техн. наук, заступник директора НДПІ ВАТ “Укрнафта” з будівництва свердловин.
Голова навчально-методичного
об’єднання спеціальності “Буріння ” Я.С. Коцкулич
Завідувач кафедри буріння
нафтових і газових свердловин Я.С. Коцкулич
Член експертно-рецензійної
комісії університету А.І.Волобуєв
Нормоконтролер Г.Я. Онуфрик
Коректор Н.Ф. Будуйкевич
Інженер І категорії Н.В. Мирка
Рекомендовано методичною радою університету
від __________ 2011 р., протокол № ____.
© Васько І.С,
© ІФНТУНГ, 2011
МВ ********* – 2011
Васько І.С. Нафтогазова механіка: Конспект лекцій. - Івано-Франківськ: ІФНТУНГ, 2010.− 167 с.
Конспект лекцій складено згідно з програмою курсу “Нафтогазова механіка” для студентів спеціалізації “Буріння випробування свердловин”. Призначений для самостійної роботи студентів денної і заочної форм навчання при вивченні навчальної дисципліни. Розглянуто елементи механіки суцільного середовища, властивості пластових флюїдів, а також властивості гірських порід з точки зору їх руйнування при бурінні і стійкості стінок гірничих виробок, роботу і зношування породоруйнівного інструменту. Розглянуто основні задачі буримості гірських порід.
Рецензенти:
Волобуєв А.І. – канд. техн. наук, доцент кафедри буріння нафтових і газових свердловин ІФНТУНГ;
Тершак Б.А. – канд. техн. наук, заступник директора НДПІ ВАТ “Укрнафта” з будівництва свердловин.
Рекомендовано методичною радою університету
від __________ 2011 р., протокол № ____.
© Васько І.С,
© ІФНТУНГ, 2011
ЗМІСТ
1 Предмет і методи дисципліни “Механіка гірських порід ” ............................................................................... |
6 |
2 Загальні відомості про будову Землі................................. |
8 |
3 Будова гірських порід ....................................................... |
10 |
3.1 Загальна систематика гірських порід......................... |
10 |
3.2 Петрографічні особливості будови гірських порід.............................................................................. |
13 |
3.3 Неоднорідність гірських порід................................... |
18 |
4 Пластові флюїди.................................................................. |
20 |
4.1 Загальна характеристика пластових флюїдів............ |
20 |
4.2 Фізичні властивості пластових флюїдів.................... |
23 |
4.3 Молекулярно-поверхневі явища в пористому середовищі..................................................................... |
28 |
5 Елементи механіки суцільних середовищ......................... |
33 |
5.1 Напруження і деформації суцільних середовищ...... |
33 |
5.2 Основні рівняння механіки суцільних середовищ... |
41 |
5.3 Математична постановка задачі механіки суцільних середовищ................................................... |
49 |
5.4 Рівняння напружено-деформованого стану твердих тіл.................................................................... |
50 |
5.5 Теорії міцності.............................................................. |
57 |
5.6 Основні поняття теорії фільтрації.............................. |
61 |
6 Фізичні властивості гірських порід.................................... |
70 |
6.1 Класифікація фізичних властивостей гірських порід.............................................................. |
70 |
6.2 Гравітаційні властивості............................................. |
70 |
6.3 Механічні властивості................................................. |
73 |
7 Напружений стан гірських порід в умовах природного залягання......................................................... |
87 |
8 Напружений стан гірських порід довкола бурової свердловини........................................................... |
97 |
8.1 Механізм проявлення гірського тиску....................... |
97 |
8.2 Термічні напруження в гірських породах................. |
102 |
8.3 Гідродинамічні коливання тиску............................... |
103 |
8.4 Умови стійкості стінок свердловини......................... |
104 |
8.5 Гідророзрив пласта...................................................... |
106 |
8.6 Вплив свердловини на деформування гірських порід на стінках свердловини...................................... |
108 |
8.7 Прояв в’язкісних властивостей гірських порід......... |
110 |
9 Енергетичні закони руйнування (диспергування) крихких тіл........................................................................... |
111 |
10 Закономірності руйнування і показники механічних властивостей гірських порід при втискуванні............... |
114 |
10.1 Основні схеми взаємодії елементів озброєння долота з породою...................................................... |
114 |
10.2 Фізичні явища при руйнуванні гірських порід....... |
115 |
10.3 Напружений стани гірських порід при втискуванні................................................................. |
119 |
10.4 Втискування плоского циліндричного індентора..................................................................... |
122 |
10.5 Втискування сферичного індентора........................ |
125 |
10.6 Втискування інденторів різної форми..................... |
127 |
10.7 Механізм руйнування гірських порід при втискуванні інденторів............................................... |
128 |
10.8 Вплив дотичного навантаження на розподіл напружень в гірських породах.................................. |
131 |
10.9 Визначення показників механічних властивостей гірських порід методом статичного втискування штампа.............................. |
132 |
10.10 Класифікація гірських порід................................... |
137 |
11 Руйнування гірських порід при динамічному втискуванні................................ ........................................ |
140 |
11.1 Основні принципи і схеми вивчення динамічного деформування і руйнування гірських порід............................................................. |
140 |
11.2 Руйнування гірських порід при динамічному втискуванні................................................................. |
142 |
11.3 Взаємозв’язок характеристик порід, визначених при статичному і динамічному втискуванні............ |
148 |
12 Абразивність гірських порід............................................ |
150 |
12.1 Основні поняття про зношування металів та абразивність гірських порід................................ |
150 |
12.2 Фактори, що впливають на абразивність гірських порід............................................................. |
152 |
12.3 Методи і схеми вивчення зношування металів при взаємодії з гірською породою.......................... |
156 |
13 Буримість гірських порід.................................................. |
158 |
Перелік рекомендованих джерел..................................... |
165 |