- •В.Д. Евсеев физика разрушения горных пород при бурении нефтяных и газовых скважин
- •Введение
- •1. Горная порода – объект разрушения
- •Характеристика сил связи в структуре горной породы
- •1.2. Классификация горных пород академика Сергеева е.М.
- •1.3. Твердая компонента горной породы
- •1.4. Жидкая компонента горной породы
- •Сравнение физических свойств керосина и воды
- •1.5. Пористость и проницаемость горных пород
- •1.6. Горная порода как многокомпонентная система
- •2. Горная порода – сплошная среда
- •2.2. Инвариантные соотношения для напряжений и деформаций при различных напряженных состояниях
- •Значения обобщенных напряжений
- •Значения обобщенных деформаций
- •2.3. Энергия изменения формы и объёма при деформировании
- •2.4. Геометрическая интерпретация напряженного состояния
- •2. Реология горных пород
- •3.1. Аксиомы реологии. Виды идеальных деформаций
- •Реологическая диаграмма жестко-пластического тела Сен-Венана приведена на рис. 7.
- •3.2. Сложные реологические тела
- •3.3. Особенности ползучести горных пород
- •3.4. Реологические параметры, модули деформации и их определение
- •Величина коэффициента сжимаемости минералов, горных пород и жидкостей
- •4. Теории прочности
- •Сравнение прочности горных пород при различных испытаниях
- •4.1. Механическая теория прочности Кулона
- •4.2. Механическая теория прочности Кулона–Навье
- •4.3. Энергетическая теория прочности Гриффита а.А.
- •4.4. Кинетическая теория прочности
- •5. Деформационное поведение горных пород при различных напряженных состояниях
- •5.1. Развитие разрушения и определение прочности при одноосном растяжении и сжатии образцов горных пород
- •5.2. Разрушение образцов горных пород при трехосном сжатии
- •6. Особенности механического воздействия на горную породу забоя скважины при бурении
- •Число ударов m в минуту зубьев венца шарошки по горной породе забоя определяется по формуле
- •6.1. Особенности разрушения образцов горной породы при динамическом приложении нагрузки
- •6.1.2. Показатели динамических свойств горных пород. К показателям динамических свойств горных пород относят следующие:
- •Условие
- •6.2. Разрушение образцов горной породы при статическом вдавливании инденторов
- •Сфера. При контактировании сферы радиуса r с упругим полупространством образуется контактная площадка радиуса
- •Классификация горных пород по величине твердости и условного предела текучести
- •Вдавливание сферы и усеченного конического индентора. Главной особенностью вдавливания инденторов такой геометрии в горную породу является увеличение площади контакта индентора с горной породой.
- •6.3. Разрушение горной породы забоя скважины сдвигом
- •7. Энергетика дробления шлама на забое скважины и очистка забоя
- •8. Влияние параметров режима бурения и забойных условий на разрушение горных пород
- •8.1. Параметры режима бурения и показатели работы долот
- •8.2. Влияние параметров режима бурения на механическую скорость
- •8.3. Взаимосвязь параметров режима бурения и технико-экономических показателей
- •8.4. Влияние забойных условий на разрушение горных пород при бурении
- •8.4.1. Влияние гидростатического давления. Величина гидростатического давления, действующего на горную породу забоя скважины, для вязкой жидкости определяется выражением
- •Заключение
- •Список литературы
- •Содержание
- •6. Особенности механического воздействия на
- •7. Энергетика дробления шлама на забое
- •8. Влияние параметров режима бурения и
- •Физика разрушения горных пород при бурении нефтяных и газовых скважин
6. Особенности механического воздействия на
ГОРНУЮ ПОРОДУ ЗАБОЯ СКВАЖИНЫ ПРИ БУРЕНИИ …..81
6.1. Особенности разрушения образцов горной породы при
динамическом приложении нагрузки……………………………. 85
6.1.1. Локальное импульсное механическое воздействие на
поверхность твердого тела ………………………………………. 86
6.1.2. Показатели динамических свойств горных пород ……… 88
6.1.3. Формы разрушения …………………………………………. 89
6.1.4. Природа динамического действия шарошечного долота … 91
6.1.5. Природа динамического действия лопастного долота ……. 93
6.2. Разрушение образцов горной породы при статическом
вдавливании инденторов ……………...………………………... 94
6.2.1. Определение твердости горных пород …………………… 96
6.2.2. Особенности разрушения горных пород при
вдавливании инденторов …………………………………………. 101
6.2.3. Дилатансионный механизм разрушения…………………... 108
6.2.4. Стимулирование разрушения горной породы при вдавливании индентора …………………………………………... 111
6.3. Разрушение горной породы забоя скважины сдвигом ……... 113
7. Энергетика дробления шлама на забое
СКВАЖИНЫ И ОЧИСТКА ЗАБОЯ ……………………………. 116
8. Влияние параметров режима бурения и
ЗАБОЙНЫХ УСЛОВИЙ НА РАЗРУШЕНИЕ
ГОРНЫХ ПОРОД …………………………………………..……… 119
8.1. Параметры режима бурения и показатели работы долот ……. 119
8.2. Влияние параметров режима бурения на механическую
скорость …………………………………………….…………. 123
8.2.1. Влияние осевого усилия ……………………..……………. 123
8.2.2. Влияние частоты вращения долота ………………………. 128
8.2.3. Влияние интенсивности промывки забоя скважины ……. 129
8.3. Взаимосвязь параметров режима бурения и технико-экономических показателей ……………………………………….. 131
8.4. Влияние забойных условий на разрушение горных пород
при бурении ………………………………………………….…. 135
8.4.1. Влияние гидростатического давления ……………………. 135
8.4.2. Влияние гидродинамического давления …………………. 136
8.4.3. Влияние дифференциального давления ……………….… 137
8.4.4. Влияние угнетающего давления …………………………... 140
8.4.5. Влияние параметров бурового раствора на изменение механической скорости бурения …………….………………..… 142
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ …………………………………………… 146
Виктор Дмитриевич Евсеев
Физика разрушения горных пород при бурении нефтяных и газовых скважин
Учебное пособие
Редактор Р.Д.Игнатова
Подписано к печати 27.12.2004.
Формат 60×84/16. Бумага офсетная.
Печать RISO. Усл.печ.л. 8,78. Уч. изд.л. 7,95.
Тираж 300 экз. Заказ . Цена свободная.
Издательство ТПУ. 634950, Томск, пр.Ленина, 30.