Файл: Курсовая работа По дисциплине Механика грунтов.docx

В зависимости от типа и размера долота, определяется допустимая осевая нагрузка ( и , Н):



где q – допустимая нагрузка на 1 м диаметра долота, Н/м (таблица 4)

1.	P1=	0,37	∙	2	=	0,74	∙ 105 Н
	P2=	0,37	∙	6	=	2,22	∙ 105 Н
2.	P1=	0,32	∙	2	=	0,64	∙ 105 Н
	P2=	0,32	∙	6	=	1,92	∙ 105 Н
3.	P1=	0,27	∙	3	=	0,81	∙ 105 Н
	P2=	0,27	∙	8	=	2,15	∙ 105 Н
4.	P1=	0,21	∙	7	=	1,47	∙ 105 Н
	P2=	0,21	∙	10	=	2,1	∙ 105 Н
5.	P1=	0,21	∙	7	=	1,5	∙ 105 Н
	P2=	0,21	∙	10	=	2,14	∙ 105 Н
6.	P1=	0,19	∙	2	=	0,38	∙ 105 Н
	P2=	0,19	∙	6	=	1,14	∙ 105 Н

---

Приведем поинтервальный расчет допустимой осевой нагрузки ( и , Н) из таблицы 2, а затем произведем сравнение полученных величин на соответствие условию:

1.	0,74	∙ 105 Н	<	1,93	∙ 105 Н	<	2,22	∙ 105 Н
2.	0,64	∙ 105 Н	<	2,4	∙ 105 Н	>	1,92	∙ 105 Н
2.	0,807	∙ 105 Н	<	3,45	∙ 105 Н	>	2,152	∙ 105 Н
4.	1,47	∙ 105 Н	<	6,1	∙ 105 Н	>	2,1	∙ 105 Н
5.	1,498	∙ 105 Н	<	7,51	∙ 105 Н	>	2,14	∙ 105 Н
6.	0,38	∙ 105 Н	<	0,76	∙ 105 Н	<	1,14	∙ 105 Н

Мы видим, что неравенства соблюдаются в первом и шестом интервалах

Вывод. Таким образом, эффективное или объемное разрушение возможно только в первом и шестом интервалах , так как в остальных интервалах нагрузка на долото не укладывается в предельные значения.

Таблица 2

Нагрузка на долото для различных типов пород

Тип долота	М	МС	С	СТ	Т	ТК	К
Q∙10 5 Н/м	2-6	2-6	3-8	4-9	7-10	8-12	9-15

---

Определение мощности, затрачиваемой на преодоление сопротивлений, встречаемых при бурении лопастными долотами

Задача №3

Определить мощность, затрачиваемую лопастным долотом при бурении. Исходные данные приведены в таблице 5:

• 
  тип долота;
  
• 
  твердость породы Р_Ш, Па;
  
• 
  частота вращения долота n, 1/с;
  
• 
  глубина погружения долота в породу δ, м;
  
• 
  время работы долота t_б, с;
  
• 
  коэффициент прироста поверхности долота Θt, м²/с;
  
• 
  плотность бурового раствора ρ, кг/м³;
  
• 
  направление ствола скважины α₀, °;
  
• 
  наружный диаметр бурильных труб d_Н, м.
  

Таблица 5.

Исходные данные

Шифр долота	м	S, м	h, м	n,	град	м	Рш, Па	c			град	м
3ЛГ-346	30	35	130	1,16	70	0,0011	15,3	18000	0,06	1,19	3,5	0,16

---

Решение:

Затраченную мощность при бурении горных пород лопастным долотом можно определить по формуле



где W_Р – мощность, затраченная на разрушение горной породы, кВт;

W_тр – мощность, затраченная на трение долота о забой, кВт;

W_бр – мощность, затраченная на разрушение стенок скважины, кВт;

W_бт – мощность, затраченная на трение долота о стенки скважины, кВт.

Мощность, затраченная на разрушение горной породы:



где _Р – угол резания лопастей долота (для долот типа М _Р = 70⁰, а для долот типа С _ρ = 75⁰);

 - показатель степени, величина которого зависит от величины  (если   0,001, то  = 0,5, если 0,0005  0,001, то  = 0,25, если   0,0005, то  = 1,79);

е – число n номерных лопастей.



Мощность, затраченная на трение долота о забой:

Коэффициент трения долота о породу находится по формуле



где ₀ – статический коэффициент трения, зависящий от горной породы (табл. 1), принят равным 0,2.



Эффективный радиус долота вычисляется по формуле



где l₀ – расстояние между лопастями.

Тупизна долота находится по формуле



где F₁ – площадь контакта долота, м²

F₁ = F_H + _l_б ,

где F_Н – начальная тупизна зубьев, м²

F_H = 0,5 (D – l₀) b_h ,

где b_H – толщина кромки лопастей, м

---

где S – толщина лопастей, м.













Мощность, затраченная на разрушение стенок скважины:





где h – высота калибрующей поверхности, м;

₀ – толщина стружки, срезаемой долотом со стенок скважины, м ( = ₀).

Мощность, затраченная на трение долота о стенки скважины для искривленных скважин:

















где l – длина нижней полуволны колонны труб, м;

q – вес погонного метра трубы, Н/м;

Р – нагрузка на долото, Н (в среднем 200000-300000);

G – вес нижней полуволны колонны труб, Н

g – ускорение свободного падения, м/с²;

D – диаметр скважины с учетом уширения, м

f – расстояние между стенкой скважины и бурильной колонной

---