Разделы презентаций


Бурение нефтяных и газовых скважин

Содержание

Балаба В.И.Породоразрушающий инструмент Предназначен для формирования ствола скважины путем разрушения горной породы. Эффективность разрушения горной породы (РГП) зависит от ее механических свойств и характера воздействия породоразрушающего инструмента.

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1Бурение
нефтяных и газовых скважин
Балаба Владимир Иванович РГУ нефти и газа им. И.М.

Губкина
3. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН

Бурениенефтяных и газовых скважинБалаба Владимир Иванович РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина3. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ  ДЛЯ

Слайд 2Балаба В.И.
Породоразрушающий инструмент
Предназначен для формирования ствола скважины путем разрушения

горной породы.
Эффективность разрушения горной породы (РГП) зависит от ее

механических свойств и характера воздействия породоразрушающего инструмента.
Балаба В.И.Породоразрушающий инструмент Предназначен для формирования ствола скважины путем разрушения горной породы. Эффективность разрушения горной породы (РГП)

Слайд 3Балаба В.И.
4.1. Механические свойства и классификация горных пород
4.1.1. Твердость горных

пород
Определяют по ГОСТ 12288-66 на стандартизованном приборе (УМПГ-3, УМПГ-4) путем

вдавливания в образец породы штампа, имеющего плоскую опорную поверхность (S=1-10 мм2).

Применяют штампы двух видов: стальной и с твердосплавной вставкой.
Площадь штампа зависит от размера минеральных зерен, структуры и текстуры породы.

Балаба В.И.4.1. Механические свойства и классификация горных пород4.1.1. Твердость горных породОпределяют по ГОСТ 12288-66 на стандартизованном приборе

Слайд 4Балаба В.И.
Твердость горных пород
• хрупкие
• упруго пластичные
• пластичные
По характеру деформации

под штампом все породы поделены на три класса:

Балаба В.И.Твердость горных пород• хрупкие• упруго пластичные• пластичныеПо характеру деформации под штампом все породы поделены на три

Слайд 5Балаба В.И.
Хрупкие породы
Рш = Рр/S, где
Рр – нагрузка

в момент хрупкого разрушения, Н;
S – поверхность контакта, м2
Твердость

(твердость по штампу) Рш (МПа)- критическое давление под штампом на контакте с породой, соответствующее первому скачку разрушения.

Балаба В.И.Хрупкие породыРш = Рр/S, 	 где 	Рр – нагрузка в момент хрупкого разрушения, Н; S –

Слайд 6Балаба В.И.
ОА - упругая деформация,
АВ - пластическая деформация.
Ро -

нагрузка, соответствующая пределу текучести.
Предел текучести
ро = Ро/S
Коэффициент пластичности К

= Апд/Аупр.д, где Аупр.д - работа упругого деформирования;
Апд - работа полного деформирования (до момента разрушения).
1 < К ≤ 6.

Упруго пластичные породы

Балаба В.И.ОА - упругая деформация, АВ - пластическая деформация.Ро - нагрузка, соответствующая пределу текучести.Предел текучестиро = Ро/S

Слайд 7Балаба В.И.
Пластичные породы
Твердость по штампу не определяется.

Коэффициент пластичности К =



Предел текучести
ро = Ро/S

Балаба В.И.Пластичные породы Твердость по штампу не определяется.Коэффициент пластичности К = ∞Предел текучестиро = Ро/S

Слайд 8Балаба В.И.
Механические свойства горных пород
Удельная объемная работа разрушения - затрата

энергии на разрушение единицы объема горной породы под штампом (Ауд, Дж/см3)
Закон

Гука для продольной деформации (линейное растяжение или сжатие):
σ = Е (Δl/l),
σ - напряжение линейного растяжения или сжатия, Па;
Е – модуль Юнга (модуль продольной упругости), Па;
Δl/l – относительное изменение линейного размера тела.
Балаба В.И.Механические свойства горных породУдельная объемная работа разрушения - затрата энергии на разрушение единицы объема горной породы

Слайд 9Балаба В.И.
Механические свойства горных пород
Зависимость коэффициента пластичности (1), твердости (2) и

предела текучести (3) для мрамора от скорости приложения нагрузки (штамп S=10 мм2)


Балаба В.И.Механические свойства горных породЗависимость коэффициента пластичности (1), твердости (2) и предела текучести (3) для мрамора от

Слайд 10Балаба В.И.
Характеристики горных пород, определенные по штампу

Балаба В.И.Характеристики горных пород, определенные по штампу

Слайд 11Балаба В.И.
4.1.2. Абразивность горных пород
Абразивность горной породы характеризует ее способность

изнашивать породоразрушающий инструмент.

Оценивается по интенсивности износа эталонного образца при взаимодействии

с породой.

Показатель абразивности зависит от того, какой материал принят за эталонный (сталь, твердый сплав и т.д.).
Балаба В.И.4.1.2. Абразивность горных породАбразивность горной породы характеризует ее способность изнашивать породоразрушающий инструмент.Оценивается по интенсивности износа эталонного

Слайд 12Балаба В.И.
Оценка абразивности горных пород

Балаба В.И.Оценка абразивности горных пород

Слайд 13Балаба В.И.
4.2. Способы разрушения горных пород на забое скважины
Резание –

непрерывный процесс отделения и снятия тонкого слоя горной породы (ГП)

с забоя.

Разрушению резанием поддаются очень слабосвязные пластичные ГП с низкой контактной прочностью

Балаба В.И.4.2. Способы разрушения горных пород на забое скважиныРезание – непрерывный процесс отделения и снятия тонкого слоя

Слайд 14Балаба В.И.
Способы разрушения горных пород
Раздавливание – процесс разрушения ГП под

воздействием контактного давления породоразрушающего инструмента, перемещающегося в постоянном контакте с

забоем
Балаба В.И.Способы разрушения горных породРаздавливание – процесс разрушения ГП под воздействием контактного давления породоразрушающего инструмента, перемещающегося в

Слайд 15Балаба В.И.
Способы разрушения горных пород
Дробление – дискретный процесс РГП под

воздействием контактного давления, появившегося в момент соприкосновения рабочего органа с

забоем (ударная нагрузка)
Балаба В.И.Способы разрушения горных породДробление – дискретный процесс РГП под воздействием контактного давления, появившегося в момент соприкосновения

Слайд 16Балаба В.И.
Способы разрушения горных пород
Скалывание – периодический процесс отделения частиц

ГП от забоя под воздействием усилия сдвига со стороны внедрившегося

в забой инструмента. Скалыванию предшествует раздавливание или дробление ГП под рабочим органом инструмента
Балаба В.И.Способы разрушения горных породСкалывание – периодический процесс отделения частиц ГП от забоя под воздействием усилия сдвига

Слайд 17Балаба В.И.
Способы разрушения горных пород
Истирание (микроскалывание) – специфический РГП, когда

в результате применения рабочих органов очень малых размеров (мелкие алмазные

зерна и т.п.) удается создать чрезвычайно высокое контактное давление и вызвать пластическое деформирование ГП под индентором с одновременным микроскалыванием в прилегающей зоне.
Балаба В.И.Способы разрушения горных породИстирание (микроскалывание) – специфический РГП, когда в результате применения рабочих органов очень малых

Слайд 18Балаба В.И.
4.3. Классификация породоразрушающего инструмента
По назначению:
• Для сплошного бурения (долота)

Для отбора керна (бурильные головки)
• Для специальных работ (калибраторы, расширители

и т.д)
По основному механизму РГП:
• дробящий;
• скалывающий;
• дробяще-скалывающий;
• режущий;
• режуще-скалывающий;
• истирающий.
Балаба В.И.4.3. Классификация породоразрушающего инструментаПо назначению:• Для сплошного бурения (долота)• Для отбора керна (бурильные головки)• Для специальных

Слайд 19Балаба В.И.
4.3.1. Классификация долот
По конструкции:
Опорные
На опоре закреплена шарошка - вращающаяся

относительно корпуса часть долота, оснащенная вооружением.
Безопорные
Долото не имеет вращающихся частей

Балаба В.И.4.3.1. Классификация долотПо конструкции:ОпорныеНа опоре закреплена шарошка - вращающаяся относительно корпуса часть долота, оснащенная вооружением.БезопорныеДолото не

Слайд 20Балаба В.И.
Опорные долота
Количество шарошек: 1, 2, 3
Тип вооружения:
• зубья
• зубки

(штыри)
• комбинированное
Вооружение - совокупность элементов, непосредственно разрушающих породу.
Система смазки опоры

долота:
• не герметизированная
• герметизированная

Система промывки:
• центральная
• периферийная (боковая, гидромониторная)

Балаба В.И.Опорные долотаКоличество шарошек: 1, 2, 3Тип вооружения:• зубья• зубки (штыри)• комбинированноеВооружение - совокупность элементов, непосредственно разрушающих

Слайд 21Балаба В.И.
• Лопастные:
• длиннолопастные
• коротколопастные
• Матричные
• Комбинированные (гибридные)
Безопорные долота

Балаба В.И.• Лопастные:	• длиннолопастные	• коротколопастные• Матричные• Комбинированные (гибридные)Безопорные долота

Слайд 22Балаба В.И.
Взаимодействие элементов вооружения долот с ГП
Резание-скалывание
Дробление
Дробление- скалывание

Балаба В.И.Взаимодействие элементов вооружения долот с ГПРезание-скалывание ДроблениеДробление- скалывание

Слайд 23Балаба В.И.
Механизм РГП на забое скважины
Зуб долота
Зона предельного состояния ГП
Радиальные

трещины
Магистральная трещина
Рс - давление в скважине Ру - угнетающее давление

Балаба В.И.Механизм РГП на забое скважиныЗуб долотаЗона предельного состояния ГПРадиальные трещиныМагистральная трещинаРс - давление в скважине Ру

Слайд 24Балаба В.И.
Динамика долота
Характер взаимодействия вооружения шарошки с забоем, и следовательно,

специфика РГП на забое зависят от:
• размеров и плотности размещения

вооружения в венце;
• конфигурации шарошек;
• расположения их осей.
В зависимости от этих факторов шарошечное долото может быть отнесено к породоразрушающему инструменту дробяще-скалывающего или дробящего действия.
У шарошечного долота, в отличие от лопастного, с забоем одновременно взаимодействует лишь небольшая часть вооружения.
Балаба В.И.Динамика долотаХарактер взаимодействия вооружения шарошки с забоем, и следовательно, специфика РГП на забое зависят от:	• размеров

Слайд 25Балаба В.И.
Типы шарошечных долот и области их применения (ГОСТ 20692-75)

Балаба В.И.Типы шарошечных долот и области их применения (ГОСТ 20692-75)

Слайд 26Балаба В.И.
Размеры шарошечных долот
В соответствии с ГОСТ 20692–75 шарошечные долота

выпускаются 39 различных номинальных диаметров – от 46 до 508

мм.
Балаба В.И.Размеры шарошечных долотВ соответствии с ГОСТ 20692–75 шарошечные долота выпускаются 39 различных номинальных диаметров – от

Слайд 27Балаба В.И.
ШИФРЫ УСЛОВНОГО ОБОЗНАЧЕНИЯ КОНСТРУКЦИЙ ДОЛОТ
Г – боковая гидромониторная промывка;
Ц

- центральная промывка;
А - опоры шарошек на концевых и периферийном

подшипниках скольжения и одном подшипнике качения,
Н - опоры шарошек на концевых подшипниках скольжения и двух подшипниках качения;
В - опоры шарошек на подшипниках качения;
У - конструкция долота с герметизированными маслонаполненными опорами.
Балаба В.И.ШИФРЫ УСЛОВНОГО ОБОЗНАЧЕНИЯ КОНСТРУКЦИЙ ДОЛОТГ – боковая гидромониторная промывка;Ц - центральная промывка;А - опоры шарошек на

Слайд 28Балаба В.И.
ШИФРЫ УСЛОВНОГО ОБОЗНАЧЕНИЯ КОНСТРУКЦИЙ ДОЛОТ
III 215,9 ТКЗ-ГНУ - трехшарошечное

долото диаметром 215,9 мм для бурения твердых абразивных пород с

про-пластками крепких; боковая гидромониторная промывка; опоры шарошек на концевых подшипниках скольжения и двух подшипниках качения, с герметизацией и смазкой
Балаба В.И.ШИФРЫ УСЛОВНОГО ОБОЗНАЧЕНИЯ КОНСТРУКЦИЙ ДОЛОТIII 215,9 ТКЗ-ГНУ - трехшарошечное долото диаметром 215,9 мм для бурения твердых

Слайд 29Балаба В.И.
4.3.3. Долота с фиксированным вооружением
Длиннолопастное долото ("рыбий хвост")
1

– головка с присоединительной резьбой;
2 – корпус;
3 – лопасть;
4 –

промывочное отверстие; 5 – твердосплавное покрытие;
6 – режущая кромка

Лопастные долота относятся к инструменту режущего или режуще-скалывающего действия. Предназначены для бурения в породах мягких и отчасти средней твердости.

Балаба В.И.4.3.3. Долота с фиксированным вооружением Длиннолопастное долото (

Слайд 30Балаба В.И.
Короткопастные долота
Долота ИСМ (Институт сверхтвердых материалов, Киев) оснащены зубками из

сверхтвердого материала «Славутич»

Балаба В.И.Короткопастные долотаДолота ИСМ (Институт сверхтвердых материалов, Киев) оснащены зубками из сверхтвердого материала «Славутич»

Слайд 31Балаба В.И.
4.4. Бурильные головки
Используются в составе колонкового набора (колонкового долота).
Бурильные

головки трех типов:
• лопастные
• шарошечные
• матричные.
Колонковое долото:
1 – бурильная головка
2

– керн
3 – керноприемная труба
4 – корпус колонкового долота
5 – шаровой клапан
Балаба В.И.4.4. Бурильные головкиИспользуются в составе колонкового набора (колонкового долота).Бурильные головки трех типов:	• лопастные	• шарошечные	• матричные.Колонковое долото:1

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать доклад-презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое TheSlide.ru?

Это сайт презентации, докладов, проектов в PowerPoint. Здесь удобно  хранить и делиться своими презентациями с другими пользователями.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика