- •ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ
- •Практическая работа №1. Определение затрат мощности на бурение
- •Практическая работа №2. Расчет колонны бурильных труб на прочность и выносливость
- •Практическая работа №4. Расчет колонны обсадных труб
- •Практическая работа №5. Изучение грузоподъемных систем буровых установок
- •ПЕРЕЧЕНЬ РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
- •Приложение А
- •Приложение Б
- •СОДЕРЖАНИЕ
2013
Методические указания к лабораторным и практическим
работам
для студентов направления подготовки 6.050301 «Горное дело» специализаций «Бурение скважин» и «Технология и техника разведки месторождений полезных ископаемых»
ДонНТУ Кафедра технологии и техники бурения скважин
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
К ЛАБОРАТОРНЫМ И ПРАКТИЧЕСКИМ РАБОТАМ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
«ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ БУРЕНИЯ» для студентов направления подготовки 6.050301
«Горное дело» специализаций «Бурение скважин» и «Технология и техника разведки месторождений полезных ископаемых»
УТВЕРЖДЕНЫ
на заседании учебноиздательского совета ДонНТУ Протокол №5 от 28.11.13
РАССМОТРЕНЫ
на заседании кафедры «Технология и техника бурения скважин» ДонНТУ Протокол №10 от 02.07.13
ДОНЕЦК – ДОННТУ – 2013
УДК 550.882.7: 622.24 (071)
Методические указания к лабораторным и практическим работам по дисциплине «Теоретические основы бурения» (для студентов направления подготовки 6.050301 «Горное дело» специализаций «Бурение скважин» и «Технология и техника разведки месторождений полезных ископаемых») / Составители: Каракозов А.А., Парфенюк С.Н., Попова М.С. – Донецк: ДонНТУ, 2013. – 48 с.
Составители: |
А.А. Каракозов, |
|
зав. кафедрой ТТБС |
|
С.Н. Парфенюк, ассистент |
|
М.С. Попова, ассистент |
Ответственный за выпуск: |
зав. кафедрой ТТБС |
|
А.А. Каракозов |
Теоретические основы бурения |
|
ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ |
3 |
|
Лабораторные и практические работы по курсу «Теоретические основы бурения» выполняются с целью:
−закрепления теоретических знаний, полученных на лекциях;
−освоения методов инженерных расчетов в бурении и приобретения практических навыков их выполнения,
необходимых при курсовом и дипломном проектировании, а также в производственной деятельности.
Последовательность и продолжительность выполнения работ с указанием календарных сроков определяются графиком, который составляется преподавателем с учетом учебного плана.
При подготовке к практической работе студенты обязаны:
−изучить материал учебного пособия, конспект лекций, а в случае необходимости – дополнительную литературу по теме в соответствии с перечнем контрольных вопросов;
−изучить методику и порядок работы;
−подобрать (отметить в конспекте лекций или выписать из литературы) необходимые для расчетов формулы.
Следует также заготовить бумагу для отчета по ра-
ботам (тетрадные листы), оформить титульный лист, выписать на первую страницу цель работы. Пример титульного листа приведен в приложении А. Текст в работе выполняется пастой (чернилами) синего или черного цвета.
На занятия необходимо принести конспект лекций. Перед началом работы преподаватель по контрольным вопросам проверяет готовность студентов к занятию. Неподготовленные студенты к занятию не допускаются, но они могут выполнять работу в часы консульта-
ций после получения допуска.
Студент выполняет работу в соответствии с методическими указаниями по индивидуальному заданию, ва-
Лабораторные и практические работы
Теоретические основы бурения
риант которого указывается преподавателем. Варианты индивидуальных заданий для всех работ приведены в 4 данных методических указаниях.
Расчетную часть работ нужно выполнять в следующем порядке:
−выписать формулу;
−расшифровать входящие в нее величины;
−выписать значения исходных и принятых величин (необходимый справочный материал приведен в таблицах приложения Б);
−подставить их в формулу;
−произвести расчет и написать ответ, не приводя про-
межуточных вычислений.
Размерности всех величин, входящих в формулу, должны соответствовать требованиям СИ, за исключением специально оговоренных случаев. Значения мощности, веса колонны, осевых нагрузок, частот вращения, давления необходимо округлять до целых, для других величин – в зависимости от вида расчетов, но обычно не точнее трех-четырех знаков после запятой.
К выполнению лабораторных работ допуском служат защищённые отчёты по трём первым практическим работам.
Лабораторные работы выполняются на персональном компьютере: расчётная часть – с использованием специализированных программ, разработанных кафедрой, построение графиков – в EXCEL или других программах (например, SciLab). Отчёты по лабораторным работам также выполняются на персональном компьютере в текстовом редакторе и распечатываются на принтере на листах формата А4.
Отчёты по лабораторным и практическим работам следует выполнять и оформлять непосредственно на занятии. Если отчет по работе не завершён, то он, с разрешения преподавателя, может быть оформлен дома и сдан на следующем занятии.
Оценка по каждой работе выставляется по резуль-
Лабораторные и практические работы
Теоретические основы бурения
татам защиты отчета студентом. При получении студентом отрицательной оценки ему может быть выдано новое 5 задание для повторного выполнения работы. За невыполнение работы в отведенное на нее время может быть выдано дополнительное задание или снижена оценка.
Лабораторные и практические работы
Теоретические основы бурения
Практическая работа №1. Определение затрат мощности на бурение 6
(2 часа)
Цель работы – закрепление знаний и получение навыков по определению затрат мощности на бурение геологоразведочных скважин.
Врезультате выполнения работы, студент должен:
−знать закономерности и методику определения затрат мощности при вращательном бурении геологоразведочных скважин;
−уметь рассчитать затраты мощности на бурение геологоразведочной скважины и оценивать соответствие выбранных режимных параметров возможностям бурового оборудования.
Литература: [1], с. 192–199.
Входные контрольные вопросы
1.Как определяются потери мощности в буровом станке?
2.Затраты мощности на вращение бурильной колонны.
3.Затраты мощности на разрушение породы на забое скважины:
−при колонковом бурении алмазным и твердосплавным породоразрушающим инструментом;
−при ударно-вращательном бурении;
−при бескерновом бурении.
Содержание работы
По данным индивидуального задания к работе рассчитать суммарные затраты мощности при бурении скважины. Определить процентный вклад каждой составляющей затрат мощности в общую сумму (результат показать на круговой диаграмме).
Проанализировать полученные результаты и при-
Лабораторные и практические работы
Теоретические основы бурения
нять решение о соответствии режимных параметров возможностям бурового оборудования. В случае необходи- 7 мости следует предложить пути снижения затрат мощности для конкретных условий бурения.
На персональном компьютере провести расчет затрат мощности при бурении скважины, результаты которого сравнить с полученными ранее данными.
Индивидуальные задания к практической работе №1
Параметр |
Группа БС |
Группа ТТР |
|
|
|
Глубина скважины (Н), м |
250+50 Nвар |
260+60 Nвар |
Конечный диаметр скважины, мм |
|
|
1-7 варианты |
46 |
59 |
8-15 варианты |
59 |
93 |
остальные варианты |
76 |
76 |
Длина технической колонны, м |
|
|
1-7 варианты |
0,2Н |
0,25Н |
8-15 варианты |
0,3Н |
0,35Н |
остальные варианты |
0,4Н |
0,45Н |
Диаметр технической колонны, |
|
|
мм |
|
|
1-7 варианты |
73 |
89 |
8-15 варианты |
89 |
108 |
остальные варианты |
89 |
108 |
Категория пород на забое |
|
|
1-7 варианты |
X |
VIII |
8-15 варианты |
VII |
V |
остальные варианты |
VI |
XI |
Плотность породы на забое, кг/м3 |
|
|
1-7 варианты |
2900 |
2480 |
8-15 варианты |
2700 |
2750 |
остальные варианты |
2650 |
2800 |
Тип коронки |
|
|
1-7 варианты |
01А3 |
СА-4 |
8-15 варианты |
СА-5 |
СМ4 |
остальные варианты |
СМ5 |
02И4 |
Лабораторные и практические работы
|
Теоретические основы бурения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Параметр |
Группа БС |
|
Группа ТТР |
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Осевая нагрузка, кН |
|
|
|
|
|
|
1-7 варианты |
6 |
|
7 |
|
|
|
8-15 варианты |
8 |
|
11 |
|
|
|
остальные варианты |
10 |
|
9 |
|
|
|
Частота вращения, об/мин |
|
|
|
|
|
|
1-5 варианты |
500 |
|
350 |
|
|
|
6-10 варианты |
350 |
|
300 |
|
|
|
11-15 варианты |
300 |
|
250 |
|
|
|
остальные варианты |
250 |
|
400 |
|
|
|
Подача промывочной жидкости, |
|
|
|
|
|
|
л/мин |
25 |
|
25 |
|
|
|
1-7 варианты |
|
|
|
||
|
8-15 варианты |
40 |
|
65 |
|
|
|
остальные варианты |
65 |
|
40 |
|
|
|
Бурильные трубы |
|
|
|
|
|
|
1-7 варианты |
СБТН-42 |
|
СБТН-54 |
|
|
|
8-15 варианты |
ЛБТН-54 |
|
СБТМ-50 |
|
|
|
остальные варианты |
СБТМ-50 |
|
ЛБТН-68 |
|
|
|
Буровой насос |
|
|
|
|
|
|
1-10 варианты |
НБ3-120/40 |
|
НБ3-120/40 |
|
|
|
остальные варианты |
НБ4-160/63 |
|
НБ4-160/63 |
|
|
|
Приводная мощность станка, кВт |
|
|
|
|
|
|
1-5 варианты |
20 |
|
25 |
|
|
|
6-10 варианты |
30 |
|
35 |
|
|
|
11-15 варианты |
50 |
|
40 |
|
|
|
остальные варианты |
55 |
|
60 |
|
|
Лабораторные и практические работы