Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Геолого-минералогические науки
Технология и техника геологоразведочных работ

Диссертационная работа:

Минаков Сергей Иванович. Интенсификация разрушения горных пород при использовании кавитационных колебаний жидкости в буровых долотах : Дис. ... канд. техн. наук : 25.00.14 : Москва, 2004 91 c. РГБ ОД, 61:05-5/1960

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

ВВЕДЕНИЕ 3

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ
РАЗРАБОТОК В ОБЛАСТИ БЕСКЕРНОВОГО ВРАЩАТЕЛЬНОГО БУРЕНИЯ
СКВАЖИН С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ ПОТОКА
ПРОМЫВОЧНОЙ ЖИДКОСТИ 5

1.1. Анализ технологических разработок в области бурения скважин

с использованием гидромеханического разрушения горных пород
напорными струями жидкости 5

  1. Анализ технологических разработок в области бурения скважин с использованием гидромеханического эрозионного разрушения горных пород струями жидкости с наполнителями 17

  2. Анализ технологических разработок в области бурения скважин

с использованием гидромеханического разрушения горных пород
кавитационными струями жидкости 21

1.4. Выводы 25

ГЛАВА 2. КАВИТАЦИОННОЕ РАЗРУШЕНИЕ ГОРНЫХ ПОРОД ПРИ

БУРЕНИИ СКВАЖИН 27

2.1. Сущность явления кавитации жидкости и кавитационного
разрушения горных пород 27

2.2. Экспериментальные исследования интенсивности

кавитационного разрушения 32

2.3. Выводы и рекомендации 34

ГЛАВА 3. БУРЕНИЕ СКВАЖИН С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
ГИДРОМЕХАНИЧЕСКОГО РАЗРУШЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД
КАВИТАЦИОННЫМИ СТРУЯМИ ЖИДКОСТИ 35

3.1. Гидромониторное разрушение горных пород в процессе бурения... 35

3.2. Энергетический критерий оценки эффективности разрушения
горных пород при бурении скважин с использованием мощности
струи жидкости 47

3.3. Экспериментальные исследования разрушения горных пород с
использованием кавитациоиных струй жидкости 51

3.4. Выводы и рекомендации... 61

ГЛАВА 4. ТЕХНОЛОГИЯ ПРОЦЕССА ПРОМЫВКИ ПРИ ВРАЩАТЕЛЬНОМ
БУРЕНИИ НЕГЛУБОКИХ СКВАЖИН ДОЛОТАМИ С ГЕНЕРАТОРАМИ
КАВИТАЦИОИНЫХ КОЛЕБАНИЙ ЖИДКОСТИ 62

  1. Гидравлическая программа процесса промывки при вращательном бурении неглубоких скважин долотами, оснащёнными генераторами кавитациоиных колебаний жидкости 62

  2. Стратегия управления ростом скорости кави і анионной струи жидкости 76

  3. Выводы и рекомендации 84

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 86

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 88

Введение к работе:

Скважины, проходимые в верхнем осадочном чехле земной коры и имеющие длину ствола, не превышающую ста или несколько сотен метров, обычно относят к неглубоким (условное название) скважинам. Большинство неглубоких скважин сооружают вращательным способом, без отбора кернового материала - лопастными и шарошечными долотами. К числу таких скважин относятся скважины как эксплуатационного (водозаборные, геотехнологические) так и технического назначения (строительные, водопонизительные и др.). В настоящее время в связи с постоянным ростом объемов строительных работ и нужд в источниках водоснабжения увеличивается доля сооружаемых вращательным способом с промывкой неглубоких скважин. Разбуриваемые толщи при проходке неглубоких скважин, как правило, относятся к горным породам, имеющим сравнительно невысокие категории по буримости. Такие породы успешно разрушаются не только вооружением долот, но и потоками жидкости, имеющими высокие скорости - гидромониторными струями, а особенно эффективно - при совместном механическом воздействии долота и гидромеханическом давлении гидромониторной струи. Долота, позволяющие реализовать наряду с механическим разрушением пород резцами (лопастями) гидравлическое - струями жидкости, оснащаются гидромониторными насадками (соплами) и называются гидромониторными долотами. Такие долота широко используются как в отечественной, так и зарубежной практике буровых работ. Однако полагать вполне достаточными и исчерпывающими существующие технико-технологические разработки в области бурения гидромониторными долотами вряд ли было бы верным. По этой причине как в нашей стране, так и в зарубежье специалисты по бурению скважин разрабатывают, испытывают и внедряют в производство новые, более эффективные конструкции породоразрушающих инструментов и способы бурения. Новым конструкциям инструментов и новым способам бурения требуются соответствующие технологические разработки. К числу перспективных нетрадиционных решений в области бурения неглубоких скважин можно отнести гидромеханическое разрушение пород высоконапорными гидромониторными струями жидкости непрерывного и импульсного действия, эрозионное разрушение абразивными струями (гидромониторными струями, несущими абразивный твердый, а также жидкий или газообразный материал), эрозионное разрушение забоя кавнтационными струями жидкости (гидромониторными струями, в которых происходит фазовый переход жидкости в пар, а затем снова в жидкость - кавитация).

Разработке технологии вращательного бурения неглубоких скважин долотами, оснащенными гидродинамическими генераторами кавитационных колебаний жидкости, позволяющими создавать кавитационные струи, посвящена настоящая работа.

Конечной целью данной технологической разработки является повышение эффективности бурения. В этом смысле изучение воздействия кавитационных струй на горную породу и разработка стратегии поддержания явления кавитационной эрозии забоя по мере углубления скважины является актуальным направлением исследований.

Для достижения поставленной цели - разработки технологии бурения - в процессе научных исследований были решены следующие задачи:

произведен анализ существующих технико-технологических решений в

области бурения скважин с использованием гидромеханического разрушения

пород напорными струями жидкости непрерывного и импульсного действия,

эрозионного разрушения абразивными струями и эрозионного разрушения

кавитационными струями;

дана оценка возможности применения явления кавитации в процессе

углубления скважины;

изучены и проанализированы результаты экспериментальных исследований

интенсивности кавитационного разрушения;

выявлены основные факторы, определяющие эффективность воздействия

струй на забой скважины;

разработан энергетический критерий разрушения горных пород при бурении

скважин с использованием мощности струй жидкости;

разработана методика и подготовлена экспериментальная база для изучения

эффективности применения явления кавитации с целью разрушения забоя

скважины;

проведены экспериментальные исследования и проанализированы результаты

разрушения горных пород кавитационными струями жидкости и долотами,

оснащенными генераторами кавитационных колебаний жидкости;

разработана гидравлическая программа' процесса промывки при бурении

долотами, реализующими кавитационное истечение жидкости;

разработана стратегия управления ростом скорости кавитационной струи

жидкости в процессе углубления. Экспериментальные исследования осуществлялись на стендах кафедры разведочного бурения МГГРУ им. Серго Орджоникидзе. Диссертационная работа выполнилась в рамках организационно-технологических инновационных работ, проводимых ЗАО "Концерн

Союзгеопром" совместно с МГГРУ. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов и рекомендаций, списка использованной литературы, включающего 54 наименования. Содержит 91 страницу машинописного текста, 33 рисунка, 11 таблиц.

Автор выражает благодарность научному руководителю к.т.н., чл.-корр. РАЕН Н.И. Сердюку за всестороннюю помощь, оказанную при проведении исследований и составлении диссертации.

Автор глубоко признателен д.т.н., проф., академику РАЕН Д.Н. Башкатову за методическую, практическую и организационную помощь при выполнении диссертационной работы.

Автор выражает признательность коллективам кафедры разведочного бурения МГГРУ и ЗАО "Концерн Союзгеопром" за консультации и помощь, оказанные в процессе подготовки и выполнения диссертационной работы.

Подобные работы
Пушмин Павел Сергеевич
Обоснование модели алмазной коронки на основе исследования механики разрушения твердых анизотропных пород
Рочев Виктор Федорович
Исследование механизма и разработка методов интенсификации процесса разрушения мерзлых песчано-глинистых пород в водной среде
Пустобриков Владимир Николаевич
Разработка способа и обоснование параметров разрушения горных пород с использованием невзрывчатых разрушающих составов при низких температурах
Мустафин Мурат Газизович
Научные основы прогноза и предотвращения горных ударов с разрушением пород почвы в подготовительных выработках угольных шахт
Бабенко Александр Вячеславович
Исследование закономерностей параметров импульсного электромагнитного излучения при разрушении горных пород с учетом их зернистой структуры
Ахметшин Айрат Марсович
Исследование процесса разрушения горных пород при обработке алмазным дисковым инструментом
Абсалямов Салават Сабирьянович
Влияние разрушения горных пород при повышенном давлении на их магнитные свойства
Сапелкина Валентина Михайловна
Закономерности зонального разрушения горных пород вокруг подземных выработок в условиях больших глубин
Герике Павел Борисович
Разрушение горных пород дисковым инструментом машин для послойного фрезерования
Юровских Андрей Викторович
Разработка модели разрушения горных пород на квазистатической стадии действия взрыва

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net