Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Расчеты процессов и механизмов в бурении скважин. Учебно-методическое пособие
.pdf
УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Л. И. Кралина, Ф. П. Сердюков,
Г. А. Усов, О. Г. Блинков
РАСЧЕТЫ ПРОЦЕССОВ
И МЕХАНИЗМОВ
В БУРЕНИИ СКВАЖИН
Учебно-методическое пособие
Москва
Ай Пи Ар Медиа
2022
УДК 622.24
ББК 33.131
Р24
Авторы:
коллектив кафедры технологии и техники разведки
месторождений полезных ископаемых
Уральского государственного горного университета в составе:
Кралина Л. И. — ст. преподаватель;
Сердюков Ф. П. — ст. преподаватель;
Усов Г. А. — канд. техн. наук, доц.;
Блинков О. Г. — д-р техн. наук, проф.
Р24 Расчеты процессов и механизмов в бурении скважин : учебно-методическое
пособие / Л. И. Кралина, Ф. П. Сердюков, Г. А. Усов, О. Г. Блинков ; Уральский
государственный горный университет. — Москва : Ай Пи Ар Медиа, 2022. —
53 с. — Текст : электронный.
ISBN 978-5-4497-1684-2
Учебно-методическое пособие содержит 18 практических работ, посвященных тех-
ническим и технологическим расчетам процессов и механизмов в бурении скважин. При-
ведены краткое описание расчетов и справочные данные.
Подготовлено с учетом требований Федерального государственного образователь-
ного стандарта высшего образования.
Адресовано преподавателям и студентам, обучающимся по специальностям
21.05.02 «Прикладная геология», 21.05.03 «Технология геологической разведки», и пред-
назначено для обеспечения практических занятий по дисциплине «Бурение скважин»,
а также для подготовки курсовых и выпускных квалификационных работ по профилиру-
ющим дисциплинам.
Учебное электронное издание
ISBN 978-5-4497-1684-2 © Коллектив авторов, 2022
© ООО Компания «Ай Пи Ар Медиа», 2022
Учебное издание
Кралина Любовь Исааковна
Сердюков Федор Петрович
Усов Гаврила Анатольевич
Блинков Олег Геннадьевич
Редактор А.Д. Талмаева
Технический редактор, компьютерная верстка А.Д. Талмаева
Обложка Я.А. Кирсанов, С.С. Сизиумова, фотобанк «Лори»
Подписано к использованию 04.05.2022. Объем данных 7 Мб.
ООО Компания «Ай Пи Ар Медиа»
8 800 555 22 35 (бесплатный звонок по России)
E-mail: sale@iprmedia.ru
4
СОДЕРЖАНИЕ
Введение ............................................................................................................... 6
Практическая работа 1. Расчет предельного значения кернопотерь .............. 7
Практическая работа 2. Определение рациональной частоты
вращения бурового снаряда при твердосплавном бурении ............................. 11
Практическая работа 3. Минимальная (критическая) частота
вращения шнекового снаряда ............................................................................ 12
Практическая работа 4. Определение критической скорости
восходящего потока и расхода очистного агента по предельным
нормативным характеристикам (для воды малоглинистых растворов) .......... 13
Практическая работа 5. Критический расход глинистого раствора
с учетом реологии раствора ............................................................................... 15
Практическая работа 6. Расчет осевой нагрузки
при твердосплавном бурении ............................................................................ 16
Практическая работа 7. Определение механической скорости
(интенсивности) углубки скважины при твердосплавном бурении ................ 17
Практическая работа 8. Определение механической скорости
бурения на основе физико-механических свойств пород
при алмазном бурении ....................................................................................... 19
Практическая работа 9. Расчет шпинделя бурового станка ......................... 20
Практическая работа 10. Расчет механического зажимного патрона .......... 22
Практическая работа 11. Расчет фрикционной лебедки ............................... 24
Практическая работа 12. Анализ взаимосвязи мощности привода,
конструктивных параметров и эксплуатационных характеристик
планетарной лебедки бурового станка .............................................................. 26
Практическая работа 13. Расчет талевой системы ........................................ 28
Практическая работа 14. Расчет колонны бурильных труб
на прочность ....................................................................................................... 29
5
Практическая работа 15. Сопоставление конструктивных
характеристик бурового снаряда и параметров
керна при срыве вращением .............................................................................. 32
Практическая работа 16. Анализ взаимосвязи мощности привода,
конструктивных параметров и эксплуатационных характеристик
бурового промывочного насоса ......................................................................... 34
Практическая работа 17. Расчет эрлифта
для откачки воды из скважины .......................................................................... 36
Практическая работа 18. Цементирование скважин ..................................... 42
Литература ........................................................................................................ 52
6
ВВЕДЕНИЕ
Настоящее учебно-методическое пособие разработано на кафедре технологии
и техники разведки месторождений полезных ископаемых Уральского государ-
ственного горного университета и предназначено для оказания помощи преподавателям и студентам при проведении практических занятий по дисциплине «Бурение
скважин», а также для подготовки курсовых и выпускных квалификационных работ
по профилирующим дисциплинам.
Издание предназначено для студентов, обучающихся по специальностям
21.05.02 «Прикладная геология» и 21.05.03 «Технология геологической разведки».
При выполнении заданий необходимо использовать справочные материалы,
которые приведены в таблицах каждой практической работы. Большинство работ
рассчитано на выполнение и оформление непосредственно на занятиях.
В конце издания приводится список литературы, использованной при написа-
нии данного учебно-методического пособия.
7
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА 1
РАСЧЕТ ПРЕДЕЛЬНОГО ЗНАЧЕНИЯ КЕРНОПОТЕРЬ
1. Расчет предельного значения кернопотерь:
=F(НП, И,[
]).
При НП, И [
] табличные значения (см. табл. 1) расчет производится по
формуле для реального (различного)
и по данным лабораторных анализов P, Pk,
P
сред
:
,
где
— выход керна минимальный, %;
НП — неоднородность оруденения, %;
И — избирательность кернопотерь, %;
— погрешность опробования, %.
Таблица 1
Группировка месторождений по значениям НП и И
Группы и
типы руд
Примеры руд и месторождений
Характерные
значения
НП, %
И
I. Сплошные массивные
I.1. Мономинеральные
Сплошные мартитовые, магнетитовые, гидромагнети-
товые и другие богатые железные руды криворожского
типа, сплошные мономинеральные руды каменной
соли, бокситы Боксонского месторождения, тальк Ал-
гуйского месторождения и т. п.
1,2±10
40±15
I.2. Полиминеральные
Сплошные колчеданные медные и медно-цинковые месторождения уральского типа, сплошные полиметаллические руды Горевского, Риддер-Сокольного и других
месторождений.
Апатиты Ошурковского месторождения и т. п.
4±10
2,5±10
15±10
20±10
8
Группы и
типы руд
Примеры руд и месторождений
Характерные
значения
НП, %
И
II. Вкрапленные
II.1. В массив-
ных извержен-
ных и осадоч-
ных породах
Вкрапленные руды полиметаллических месторождений
Садовое, Миргалимсай. медные руды Алмалыка, редко-
металльных месторождений Белозиминское, Афри-
кандское и т. п.
6,5±10
7±5
II.2. В жилах и
дайках
Руды жильных золоторудных месторождений Средней
Азии, Забайкалья, Якутии, оловянных и вольфрамовых
месторождений Приморья, Якутии и др.
16±5
5±4
III. Прожилково- и слоисто-вкрапленные
III.1. Руды што-
кверковых ме-
сторождений
Руды вольфрамовых, молибденовых, медно-молибде-
новых месторождений Забайкалья, Казахстана и Сред-
ней Азии
6,5±5
10±8
III.2. В линейно-вытяну-
тых зонах тре-
щиноватости
Руды полиметаллических месторождений Алтая, Сред-
ней Азии, Прибайкалья, оловорудных месторождений
Комсомольского района, ртутных месторождений Тер-
лиг-Хая и частично Никитовки и т. п.
8,3±6
10±8
IV. Прожилковые, слоистые и переливающиеся
IV.1. Прожилковые
Медные руды месторождения Дальнего: никель-ко-
бальтовые руды Тувинской АССР, асбестовое место-
рождение Молодежное; оловянные — Тарбальджей,
Иигода, Хрустальное; золотые — Советское, Коммунар
и др.
3,3±15
25±15
IV.2. Переслаи-
вающиеся и по-
лосчатые
Железистые кварциты Кольского полуострова, Кривого
Рога, сферосидериты Дагестана
1,7±10
30±15
V. Прожилково-гнездовые
V. Прожилково- гнездовые
Руды ртутных месторождений Средней Азии (Хайдар-
кан, Акташ, Чувай), отдельных участков Никитовки и др.
Мусковит Луговского, Чуйского и Согдиондонского
месторождений
20±10
6,5±5
4±3
8±5
9
2. Изучение влияния выхода керна на погрешность опробования для раз-
личных сортов руд (для выпускной квалификационной работы).
Слабонеоднородные руды (НП = 2)
Средненеоднородные руды (НП = 6)
Сильнонеоднородные руды (НП = 15)
mk\И
10 %
20 %
30 %
40 %
5 %
…
…
10 %
…
B
k
15 %
…
20 %
…
25 %
…
…
mk\И
10 %
20 %
30 %
40 %
5 %
…
…
10 %
…
B
k
15 %
…
20 %
…
25 %
…
…
mk\И
10 %
20 %
30 %
40 %
5 %
…
…
10 %
…
B
k
15 %
…
20 %
…
25 %
…
…
m
k
Bk
m
k
Bk
40 %
30 %
20 %
10 %
m
k
Bk
10
3. Основные аналитические задачи:
3.1. Для каких руд избирательность истирания больше всего влияет на по-
грешность опробования?
3.2. При какой избирательности и в каких сортах руд наибольший эффект
дают мероприятия по повышению выхода керна?
3.3. Постройте таблицу нормативных значений минимального выхода керна,
при допустимой погрешности mk = 5 % (10 %, 15 %, 20 %, 25 %) для всех сортов руд
(для всех табличных комбинаций НП и И).
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]