 |
Вопрос 8. Классификация кинематических схем разрушения при механическом бурении скважин.
|
|
|
|
Вопрос 5. Полный баланс энергии, затраченной на разрушение. Оценка относительных значений составляющих затрат. Действительно полезные и условно полезные затраты при сооружении скважин.
Экономическая оценка эффективности бурения оценивается стоимостью метра пробуренной скважины. Зависимость для расчета стоимости метра имеет следующий вид.
где 
– стоимость станко-смены, руб.;
Т – длительность станко-смены, ч;
- механическая скорость бурения, м/ч;
- время, затраченное непосредственно на углубление ствола скважины, час;
- длина рейсовой проходки, м;
Ц – стоимость бурового инструмента, руб.;
L – проходка буровым инструментом (ресурс инструмента), м.
Вопрос 6. Энергетические законы разрушения. Условия преимущественного использования того или иного закона.
В основе энергетики процессов разрушения горных пород лежат законы Риттингера и Кирпичева, определяющие расход энергии на разрушение (измельчение) горных пород. В физическом отношении эти законы одинаково обоснованы, однако чаще пользуются первым. Установлено, что при тонком измельчении минеральных тел закон Риттингера соблюдается с большой точностью.
В соответствии с этим законом работа, затраченная на измельчение горной породы, пропорциональна приращению поверхности материала, поэтому можно записать:
As = HS ∆ S,
где As - работа, затраченная на измельчение; Hs - работа, которую необходимо выполнить на образование единицы поверхности; ∆ S - приращение поверхности.
Затрачиваемая на разрушение работа As может быть дифференцирована на работу:
- расходуемую на образование новой поверхности горной породы Av;
- расходуемую на упругие и пластические деформации Ауп, которые сопровождают процесс разрушения, но не приводят к образованию новой поверхности;
- работу трения Ат.
Следовательно, Hs всегда значительно больше поверхностной энергии σ.
|
|
|
Так как горная порода имеет трещины и поры, работу на ее разрушение можно представить в виде:
As = HS(S – Sтр) = HS λ S,
где S - общая поверхность частиц; Sтр - общая поверхность трещин и пор; λ =(1 - Sтр /S).
В начальной стадии разрушения трещиноватость и пористость играют, естественно, большую роль, чем в дальнейшем.
Энергоемкость разрушения горных пород зависит от силы удара при динамическом разрушении, которая, в свою очередь, определяется нагрузкой и скоростью ее приложения, формой разрушающего инструмента и др.
С увеличением скорости приложения нагрузки при постоянном запасе работы объемная работа уменьшается, асимптотически приближаясь к некоторому значению.
Удельная работа разрушения увеличивается пропорционально росту прочности на сжатие или твердости горной породы.
Вопрос 7. Понятия «кинематика разрушения» и «кинематика породоразрушающего инструмента» - суть их отличия.
Кинематика ПРИ заключает в себе характеристику самого инструмента => движение. А кинематика разрушения определяет взаимодействие ПРИ с породой.
Вопрос 8. Классификация кинематических схем разрушения при механическом бурении скважин.
Механический способ бурения разделяют на ударный, вращательный, вращательно-ударный и ударно-вращательный.
При ударном бурении, разрушение горных пород происходит в результате последовательных ударов по забою инструментом. Ударное разрушение горных пород осуществляется отбойными молотками, которые применяются при дроблении негабаритных кусков горных пород.
При вращательном способе бурения, разрушение горных пород осуществляется за счет осевых давлений инструмента и резца. Разрушенная горная порода - буровая мелочь, выдаётся на земную поверхность спиральными шнековыми штангами. Вращательный способ бурения применяется для бурения скважин в породах мягких и ниже средней крепости VII категории по СНиП и менее при разработке карьеров строительных материалов и строительстве ирригационных объектов. Основным недостатком данного способа является относительно невысокий уровень механизации вспомогательных операций.
|
|
|
При вращательно-ударном способе бурения, разрушения горных пород осуществляются по непрерывно вращающимся под большим осевым давлением инструмента. Разрушение происходит как вследствие ударов, так и в результате вращательного движения инструмента.
При ударно-вращательном способе бурения, разрушения происходят вследствие ударов и во время вращательного движения инструмента. Ударно-вращательный способ бурения применяется в скальных горных породах VI-XI группы по классификации СНиП.
|
|
|
