Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Фізико-механічні властивості гірських порід




З фізико-механічних властивостей розглянемо лише ті, що впливають на процес буріння: ступінь в’язкості, пористість, густина (щільність, питома вага), тривкість, міцність, твердість, структура, текстура, пружність, крихкість, пластичність, абразивність.

1.4.1. К л а с и ф і к а ц і я г і р с ь к и х п о р і д з а с т у п е н е м

з в’ я з н о с т і. Зв’язность – це властивість г. п., зумовлена наявністю зв’язків між частинками та агрегатами, їх складовими. З точки зору фізичної природи вони можуть бути молекулярними, ійонними, ковалентними, водородними тощо. У практиці геологорозвідувальних робіт виділяють наступні за зв’язністю породи: 1 – скельні (монолітні та тріщинуваті); 2 – зв’язні (глини, суглинки, крейда, мергель); 3 – пухкі (сипкі) – пісок, гравій, рінь; 4 – пливуни (водо насичені піщано-глинясті породи).

1.4.2. П о р и с т і с т ь. Пористістю називається сумарний об’єм порожнин (пор, каверн, мікротріщін), які містяться у гірських породах, виражений у частках одиниці або у відсотках від загального обсягу породи. Від пористості залежать багато інших властивостей (тривкість, вологоємність тощо). Висока пористість притаманна осадовим породам.

1.4.3. П и т о м а т а о б’є м н а в а г а. Питомою вагою тіла називається вага одиниці об’єму тіла, тобто відношення сили G (сили ваги) до його об’єму: γ = G/V у н/м3. Питомою вагою породи називається вага одиниці об’єму твердого мінерального каркасу породи к). Об’ємна вага породи - це вага одиниці об’єму породи у природному стані з урахування пор (γоб.= γк (1 – П).

1.4.4. Т р и в к і с т ь г і р с ь к и х п о р і д. Властивість твердого тіла створювати опір руйнації під впливом зовнішнього навантаження. Межею тривкості називається величина напруги, за якої г.п. руйнується при даному виді деформації (стискання, розтягненні, вигині, здвигові).

1.4.5. М і ц н і с т ь г і р с ь к и х п о р і д і к о е ф і ц і є н т м і ц н о с т і. Ці поніття були введені проф. Протодьяконовим М.М., класифікація порід якого за буримістю (1926 року) не втратила свого значення до наших днів.

Міцністю гірських порід називається опір її впливу зовнішніх зусиль (стиску, розтягненню, здвигу). Міцність, на відміну від тривкості, яку визначають при певному виді деформацій, враховує дію комбінації декількох видів деформацій.

Коефіцієнтом міцності (f) називається величина, що характеризує відносну опірність породи руйнації. Це безрозмірна величина, яка вказує у скільки разів дана порода міцніша за іншу, міцність якої прийняиа за одиницю.

1.4.6. Твердість гірських порід. Опір породи у поверхневому шарі втисканню в неї іншого, більш твердого тіла. Твердість залежить від багатьох причин – від складу мінеральних зерен, від твердості цементу, пористості, напрямку втискання тощо.

1.4.7. Д е ф о р м а ц і й н і в л а с т и в о с т і г і р с ь к и х п о р і д. До них відносяться п р у ж н і с т ь і п л а с т и ч н і с т ь.

Пружність – це властивість г.п. змінювати свою форму і об’єм під впливом зовнішніх сил та повністю їх відновлювати після зняття навантаження. Пружні властивості твердих тіл характеризуються модулем поздовжньої пружності (модулем Юнга) та коефіцієнтом Пуассона.

Пластичність – це властивість г.п. незворотньо деформуватися під впливом зовнішніх сил. Проявляється у вигляді пластичних деформацій і залишається після зняття навантаження та називається, відповідно, залишковою деформацією.

Крихкість – властивість г.п. руйнуватися під впливом зовнішніх сил без помітних пластичних деформацій.

Гірські породі, залежно від деформаційних властивостей поділяються на:1) пружно-крихкі (граніти, кварцити etc.); 2) пружно-пластичні (мармур, вапняк, пісковик); 3) високо пластичні (глина, сіль); 4) дуже пористі (пемза, вапняк кавернозний etc.

1.4.8. А б р а з и в н і с т ь г і р с ь к и х п о р і д. Здібність г.п. зношувати поверхню іншого, більш твердого тіла у процесі тертя (напр. коронки, долота тощо). Абразивність зношує інструменти, зменшує швидкість буріння, скорочує час його роботи. Вона залежить від твердості зерен г.п., їх розмірів, пористості, ступеня неоднорідності.

1.5. Класифікація гірських порід за буримістю. Буримістю називається опірність г.п. проникненню в них породоруйнівного інструменту. Це комплексна характеристика, що залежить від механічних і абразивних властивостей г.п., а також від техніки і технології буріння. Звичайно буримість вимірюється витратами часу у хвилинах на чисте буріння 1 м свердловини породоруйнівним інструментом даного типу при оптимальному режимі буріння.

У практиці геологорозвідувальних робіт використовується класифікація, яка включає 12 категорій для обертального колонкового буріння (explaine).

1.6. Буровий агрегат та виробничий цикл буріння розвідувальної свердловини. Буровим агрегатом називається комплекс, який складається з бурової вишки (або щогли), бурового та енергетичного обладнання, необхідних при бурінні свердловини. Залежно від способу буріння бурові агрегати (установки) поділяються на обертальні, ударні, вібраційні, вогнеструменеві, розрядно-імпульсні та інші. Залежно від способу переміщення бурові агрегати поділяються на стаціонарні, пересувні, самохідні та переносні.

В и р о б н и ч и й ц и к л являє собою сукупність робочих процесів, які здійснюються у певній послідовності та у відповідності з правильно встановленим технологічним процесом даного виду робіт. В и р о б н и ч и й ц и к л б у р і н н я р о з в і д у в а л ь н о ї с в е р д л о в и н и складається із сукупності наступних робочих процесів:

1. Транспортування бурового агрегату на нову точку буріння.

2. Монтаж бурового агрегату.

3. Власно буріння (проходка стовбура свердловини) складається з наступних операцій:

а) чисте буріння, тобто безпосередньо руйнація г.п. породоруйнівним інструментом на вибої свердловини;

б) очищення вибою від зруйнованої породи та транспортування її від вибою на поверхню до устя свердловини; при бурінні з промивкою або продувкою, а також при шнековому бурінні ця операція суміщена з чистим бурінням;

в) спуско-підйомні операції, які здійснюються для підйому зразків порід (керну) та для зміни зношеного інструменту.

4. Кріплення стовбура свердловини у нестійких породах

5. Випробування та дослідження ц свердловині (каротаж, інклінометрія тощо).

6. Тампонування у свердловині з метою ізоляції водоносних горизонтів або інших.

7. Обладнання гідрогеологічних свердловин (встановлення фільтрів, відбір проб, відкачки тощо).

8. Попередження та ліквідація аварій у свердловині.

9. Вилучення обсадних труб та ліквідація свердловини (ліквідаційний тампонаж).

10. Демонтаж бурового агрегату (установки) та переміщення на нову точку.

1.7. Бурові вишки та щогли. Бурова вишка являє собою важливу частину бурового обладнання і використовується для:

· проведення спуско-під’йомних операцій;

· утримання бурильної колони на тальовій системі;

· розміщення комплекту бурильних труб та обважнених бурильних труб (ОБТ), вилучених із свердловини;

· розміщення тальової системи;

· розмізення засобів механізації спуско-під’йомних операцій, платформи верхового робочого.

· захисту бурової бригади та обладнання від несприятливих кліматичних умов.

Вишки бувають: 1) стаціонарні; 2) пересувні; 3) самохідні (explaine). До головних елементів бурової вишки належать копер та тепляк. Копер може бути дерев’яним або металевим, трьох- або чотирьохногий (drawing on the blackboard)). Висота вишки залежить перш за все від глибини свердловини, а також від фізико-механічних властивостей г.п. Зазвичай при спуско – підйомних операціях користуються з’єднаними бурильними трубами або «свічками» з декількох труб для прискорення спуско-під’йомних операций. Відповідно, чім вище вишка, тим більш довгою можна зробити свічку. Наприклад для свердловини, для буріння свердловин на глибину 300...500 м використовується вишка висотою 16... 18 м, 2000...3000 м - висотою - 42 м, на глибину 4000...6500 м - 53 м.

Для скорочення часу на монтажно-демонтажні роботи та транспортування бурових агрегатів застосовують пересувні щогли (мачти, рос.) Пересувна установка складається з власно щогли, підкосу у вигляді гвинтового домкрату та бурового тепляка ( explain, drawe). Існує велика кількість пересувних щоглів у залежності від типу бурового агрегату, глибини та мети буріння. Бурові вишки для буріння нафтогазових свердловин поділяються на баштові та щоглові (drawing). Вони виготовляються з маршовими тунельними драбинами та з перехідними площадками, а також з тунельними драбинами без перехідних площадок.

Головні параметри вишки – вантажопідйомність, висота, ємність «магазинів» (сховищ для свічок бурильних труб), довжина свічки та маса.

Вантажопідйомність вишки - це гранично припустиме вертикальне статичне навантаження, яке не може бути перевищеним у процесі проходки свердловини.




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-01-04; Просмотров: 311; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.023 сек.