Долота з породою
За принципом взаємодії з гірською породою усі механічні породоруйнуючі інструменти для буріння свердловин можна розділити на три класи: ріжуче-сколююючі, дроблячі і дробляче-сколюючі.
Схема взаємодії ріжуче-сколюючого інструменту з гірською породою показана на рис. 10.1, а .Зі схеми видно, що притиснутий до вибою з силою Pz елемент озброєння долота зрізує (сколює) породу, переміщуючись зі швидкістю Vq .За цією схемою основними характеристиками умов руйнування породи є: швидкість руху Vq, сили Pz і Pq і властивості породи.
За другою схемою (рис. 10.1, б) долото дроблячої дії здійснює прямі удари по поверхні вибою свердловини. Динамічний процес руйнування описується двома рівняннями – кінетичної енергії Tк інструменту і потенціальної енергії деформування породи U :
(10.1)
, (10.2)
де m – маса долота і ударної штанги;
V0 – швидкість в момент удару долота по породі;
dmax – максимальна глибина занурення породоруйнуючого елемента долота в породу;
Pz(d) – опір гірської породи проникненню долота.
Умова Tк =U є основною при аналізі ударної взаємодії інструменту з породою.
Найскладнішою є третя схема (рис. 10.1, в) взаємодії елементів озброєння доліт дробляче-сколюючої дії. Зуб долота, що взаємодіє в певний момент з породою, втискується в неї із зусиллям Pz і одночасно приймає участь в обумовленому кінематикою долота ковзанні зі швидкістю Vq і обертанні з кутовою швидкістю w.
В це же час сусідній зуб рухається до поверхні породи зі швидкістю Vу і ударяється об поверхню породи
, (10.3)
де (r – відстань від вершини зуба до миттєвого центра обертання шарошки) .
В наступний момент часу навантаження перерозподіляється з першого зуба на другий, і перший зуб виходить з контакту з породою. Таким чином, кожен елемент озброєння долота періодично наносить по породі складні дробляче-сколюючі удари.
Дата добавления: 2015-08-26; просмотров: 636;