Исследование закономерностей процесса распространения силовых импульсов по колонне труб при бурении скважин
Диссертация
Личный вклад. Непосредственно автором проведены теоретические исследования распространения силовых импульсов по колоннам бурильных труб, а также экспериментальные исследования по анализу потерь энергии силовых импульсов в резьбовых соединениях по гистерезисным диаграммам. По результатам экспериментальных исследований получены графические зависимости изменения энергии, амплитуды силы, длительности… Читать ещё >
Содержание
- ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СИЛОВЫХ ИМПУЛЬСОВ В КОЛОННЕ ТРУБ ПРИ БУРЕНИИ СКВАЖИН МАЛОГО ДИАМЕТРА УДАРНО-ВРАЩАТЕЛЬНЫМ СПОСОБОМ. ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
- 1. 1. Технология бурения скважин малого диаметра ударно-вращательным способом
- 1. 2. Динамические процессы в ударной системе установок для бурения скважин
- 1. 3. Постановка задачи исследования
- ГЛАВА 2. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ
- 2. 1. Анализ известных математических моделей продольного соударения тел
- 2. 2. Выбор и обоснование метода исследования процесса распространения силовых импульсов по колонне бурильных труб
- 2. 3. Методика экспериментальных исследований процесса распространения силовых импульсов по колонне бурильных труб к породоразрушающему инструменту
- 2. 3. 1. Методика экспериментальных исследований
- 2. 3. 2. Методика регистрации волн деформаций в элементах колонны бурильных труб
- 2. 3. 3. Методика математической обработки экспериментальных данных
- 3. 1. Исследование процесса распространения волн по участкам постоянного сечения колонны бурильных труб
- 3. 1. 1. Исследование влияния геометрических параметров бурильных труб на эффективность передачи энергии силового импульса при распространении волн по участкам постоянного сечения
- 3. 1. 2. Исследование механизма передачи энергии ударных импульсов по колонне бурильных труб к породоразрушающему инструменту
- 3. 2. Исследование процесса распространения силовых импульсов через резьбовые соединения бурильных труб
- 3. 2. 1. Исследование упругого и неупругого сопротивления резьбовых соединений бурильных труб в процессе циклической деформации
- 3. 2. 2. Разработка динамической модели резьбовых соединений бурильных труб
- 4. 1. Результаты экспериментальных исследований изменения параметров силовых импульсов в процессе передачи по колоннам бурильных труб
- 4. 2. Разработка метода инженерного расчета распространения продольных волн по буровому инструменту
- 4. 2. 1. Анализ существующих методов расчета распространения продольных волн
- 4. 2. 2. Разработка метода расчета распространения продольных волн по буровому инструменту
- 4. 2. 3. Сравнительный анализ результатов расчета с экспериментальными данными с целью оценки эффективности использования метода
Список литературы
- Алабужев П.М., Стихановский Б. Н., Шпигельбурд И. Я. Введение в теорию удара. Новосибирск: НЭТИ, 1970. — 158 с.
- Александров А.В., Потапов В. Д., Державин Б. П. Сопротивление материалов: Учеб. для вузов. 2-е изд. испр. — М.: Высш. шк., 2000. — 560 е.: ил.
- Александров Е.В., Флавицкий Ю. Ф., Хомяков К. С. Определение импульсов напряжения при продольном соударении упругих стержней произвольной геометрической формы. М.: ИГД им. А. А. Скочинского, 1965.-40 с.
- Алимов О.Д., Дворников J1.T. Бурильные машины. М.: Машиностроение, 1976.-295 с.
- Алимов О.Д., Манжосов В. К., Еремьянц В. Э. Метод расчета ударных систем с элементами различной конфигурации. Фрунзе: Илим, 1981.
- Алимов О.Д., Манжосов В. К., Еремьянц В. Э. Удар. Распространение волн деформаций в ударных системах. М.: Наука, 1985. -357 с.
- Андреев В.Д., Иванов К. И. К расчету напряжений при ударном бурении. В кн.: Взрывное дело, № 56/13,1964, С. 18 — 33.
- Артоболевский И.И., Бобровницкий Ю. И., Генкин М. Д. Введение в акустическую динамику машин. М.: Наука, 1979. — 296 с.
- Бабаянц Г. М., Попов Б. А., Николаев И. И., Гаспарян С. Г. Создание пневматических перфораторов нового поколения // Горный журнал. 2003. — № 2. — С. 52 — 54.
- Батуев Г. С., Голубков Ю. В., Ефремов А. К., Федосов А. А. Инженерные методы исследования ударных процессов. М., Машиностроение, 1977. — 240 с.
- Башлык С.М., Загибайло Г. Т. Бурение скважин: Учебник для техникумов. -М.: Недра, 1983. 447 с.
- Бидерман В.Л. Прикладная теория механических колебаний. -М.: Высшая школа, 1972. 416 с.
- Биргер И.А., Иосилевич, Г.Б. Резьбовые и фланцевые соединения. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1990. — 364 с.
- Бойков В.В., Финкель Е. М., Куткин И. А. Исследование напряжений в буровых перфораторных штангах. В кн.: Вопросы конструирования и производства машин. — Кемерово, 1969. — С. 167 — 180.
- Бойков В.В., Осипов Л. Д., Ермолаев В. В. Сравнительные испытания буровых штанг, подвергнутых дифференциальной обработке и поверхностной закалке // Горный журнал. 1967. — № 5. — С. 43 — 45.
- Борисенко А.Е., В.Н. Щербина, А. К. Супрун Пневматические бурильные головки // Горный журнал. 1999. — № 10. — С. 47 — 48.
- Бронштейн И.Н., Семендяев К. А. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов. М.: Наука, 1984. — 544 с.
- Буровой инструмент для геологоразведочных скважин: Справочник / Н. И. Корнилов, Н. Н. Бухарев, А. Т. Киселев и др. Под ред. Н. И. Корнилова. М.: Недра, 1990. — 395 с.
- Бутенин Н.В., Лунц Я. Л., Меркин Д. Р. Курс теоретической механики. В двух томах. СПб.: Издательство «Лань», 1998. — 736 с.
- Вентцель Е.С. Теория вероятности. М.: Наука, 2000. — 576 с.
- Вибрация в технике: Справочник. В 6-ти т./Ред. совет: В 41 В. Н. Челомей (пред.). М.: Машиностроение, 1981. — Т. 6. Защита от вибрации и ударов / Под. ред. К. В. Фролова, 1981. — 456 с.
- Вибрация конструкций при сухом трении между элементами / Под ред. В. Г. Подольского. Харьков: Издательство «Прапор», 1970. — С. 85 106.
- Волков А.С., Долгов Б. П. Вращательное бурение разведочных скважин: Учебное пособие для учащихся профтехобразования и рабочих на производстве. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Недра, 1988. — 320 с.
- Ганджумян Р.А. Практические расчеты в разведочном бурении. -М.: Недра, 1978. 288 с.
- Гланц А.А., Алексеев В. В. Справочник механика геологоразведочных работ. М.: Недра, 1987. — 445 с.
- Гольдсмит В. Удар. Теория и физические свойства соударяемых тел. М.: Стройиздат. — 1965. — 448 с.
- Горбунов В.Ф., Саруев J1.A. Результаты испытаний бурового става для скважин малого диаметра // Известия вузов. Горный журнал. -1968.-№ 12.-С. 71−74.
- Горнопроходческие машины и комплексы: Учеб. для вузов / Л. Г. Грабчак, В. И. Несмотряев, В. И. Шендеров, Б. Н. Кузовлев. М.: Недра, 1990. -336 с.
- Гринченко В.Т. Гармонические колебания и волны в упругих телах / В. Т. Гринченко, В. В. Мелешко. Киев: Наук, думка, 1981. — 283 с.
- Дворников Л.Т., Пучинян Г. С. О параметрах резьбы веревочного профиля и распределние нагрузки по виткам. Известия вузов. Горный журнал.-1972.-№ 1.-С. 78−83.
- Демидович Б.П., Марон И. А. Основы вычислительной математики. М.: Лань, 2006. — 672 с.
- Дронг В.И., Дубинин В. В., Ильин М. М. Курс теоретической механики: учебник для вузов. 3-е изд., стер. М.: Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2005. — 736 с.
- Емшанов A.A. Alpha 330 новый буровой горный инструмент компании SANDVIK // Горная промышленность. — 2006. — № 1. — С. 32 — 34.
- ЕсинН.Н. Пневматические машины ударного действия для бурения шпуров / Н. Н. Есин. Новосибирск: Наука. СО, 1978. — 104 с.
- Ефремова Н.А., Саруев A.JI, Крец А. В. (Шадрина А.В.) Волны в вязкоупругих деформированных средах // Проблемы геологии и освоения недр: Труды II международной научной конференции студентов и аспирантов. -Томск, 1998.4.2. С. 91−92.
- Жуков И.А. Формирование упругих волн в волноводах при ударе по ним полукатеноидальными бойками: Дис.. канд. техн. наук. Томск, 2005.-132 с.
- Иванов К.И. Прохождение ударных импульсов через буровой инструмент. В кн.: Горный породоразрушающий инструмент. — Киев: Техника, 1970, С. 166−169.
- Иванов К.И., Латышев В. А., Андреев В. Д. Техника бурения при разработке месторождений полезных ископаемых. 3-е изд., перераб. и доп. -М.: Недра, 1987.-272 с.
- Иванов М.Н. Детали машин: Учеб. для студентов высш. техн. учеб. заведений. 5-е изд., перераб. М.: Высш. шк., 1991. — 383 с.
- Ионов В.Н., Огибал ов П.М. Напряжения в телах при импульсивном нагружении. М.: Высшая школа, 1975. — 464 с.
- Исакович М.А. Общая акустика. М.: Наука, 1973. — 496 с.
- Калинин А.Г., Власюк В. И., Ошкордин О. В., Скрябин P.M. Технология бурения разведочных скважин. М.: Издательство «Техника», 2004.-528 с.
- Каплунов Д.Р., Ломоносов Г. Г. Основные проблемы освоения недр при подземной разработке рудных месторождений // Горный журнал. -1999.-№ 1.-С. 42−44.
- Кашкаров Г. М. Исследования передачи силовых импульсов по ставу буровых штанг при вращательно-ударном бурении скважин: Автореф. дис. канд. техн. наук. Томск, 1974.
- Климентов М.Н., Федоренко И. Н., Экдышман А. С. Совершенствование техники и технологии бурения скважин ударно-вращательным способом // Горный журнал. М., 2004. — № 5. — С. 28 — 31.
- Козловский Е.А. Новая техника и технология разведочного бурения. М.: Недра, 1972. — 216 с.
- Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М.: ЛАНЬ, 2003. — 237 с.
- Котенко Е.А., Порцевский А. К. Опыт подземной разработки урановых меторождений // Горный журнал. М., 2004. — № 5. — С. 32 — 35.
- Кунтуков Ю.Г., Музгин С. С. Потери энергии удара в зависимости от конструкции и числа соединений буровых штанг // Добыча и обогащение руд цветных металлов.- 1963.-№ 4.-С. 30−31.
- Ланцош К. Вариационные принципы механики: Пер. с англ. / К. Ланцош. М.: Мир, 2000. — 408 с.
- Лачинян Л.А. Работа бурильной колонны. 2-е изд., перераб. и доп.-М.: НЕДРА, 1992.
- Лыхин П.А. Тоннелестроение и бурение шпуров и скважин в XIX и XX вв. Екатеринбург: УрО РАН, 2002.
- Марышев В.А., Имаралиев А. И. Горнопроходческие работы на рудниках Хайдаркана // Горный журнал. 2002. — № 10. — С. 44 — 46.
- Маятниковый копер для испытания образцов материалов и изделий на удар: Авт. изобрет. / В. Ф. Горбунов, В. И. Чирьев, А. И. Белов, В. К. Орлов. Заявл. 02.01.73, № 1 864 983/25−28- опубл. В Б.И., 1975, № 42. МКИ01пЗ/30.
- Методика и результаты исследований передачи ударных импульсов по ставу буровых штанг: Отчет о НИР / Томский политехнический институт им. С. М. Кирова. № ГР 79 034 538- Инв. №Б-762 970.- Томск, 1979.- 95 с.
- Миттра Р., Ли С. Аналитические методы теории волноводов. -М.: Мир, 1974.-328 с.
- Мичкарев В.П., Нацвин А. Н., Поляков А. К. Геологическое и технико-экономическое обоснование методики детальной разведки на ртутных месторождениях Южной Ферганы // Разведка и охрана недр. 1966. -№ 7. — С. 34−38.
- Мичкарев В.П., Тютюньков Ф. Г. Подземное бурение разведочных скважин перфораторами на Хайдарканском руднике. М.: ЦНИИцветмет, 1965. — 28 с.
- Мотт Н., Снедцон И. Волновая механика и ее применения. М.: Недра, 1966.-428 с.
- Никонова И.П. Экспериментальное исследование передачи продольного удара в системе «боек штанга — среда»: Автореф. дис.. канд. техн. наук. — Новосибирск., 1975. — 20 с.
- Оксогоев А.А., Слепов Б. И. Прикладная физика. Колебания элементов конструкций, Ч. 1. Теория линейных колебаний: Учебное пособие. Томск: Изд-во НТЛ, 2003. — 300 с.
- Отражение упругих волн в стыковых соединениях буровых штанг / Takaoka Saburo, Hayamizu Hirohide, Misawa Shigeo ВИНИТИ № 30 023 — 25 с. — J: Mining and Metallurg. Just. Japan, 1958, т. 74, № 835, с. 7 — 12.
- Отчет лаборатории удара ИГД им. А. А. Скочинского по теме № 58, этап 4 «Рекомендации по проектированию соединений буровых штанг», М., 1966.
- Пановко Я.Г. Внутреннее трение при колебаниях упругих систем. М.: Физматгиз, 1960. — 216 с.
- Пановко Я.Г. Основы прикладной теории колебаний и удара. -М.: Физматгиз, 1960. 216 с.
- Пеллинец B.C. Измерение параметров удара. JI. — 1969. — 37 с.
- Перфильева Н.В. Динамическая модель механического контактирования условно-неподвижных соединений: Автореф. дис.. д-ра техн. наук. Томск, 2003. — 40 с.
- Плетнев Л.Д., Алексеев В. Ф., Микитась А.П., B.C. Глущенко Новые шахтные бурильные установки // Горный журнал. 1999. — № 10. — С. 45−46.
- Плотников В.Н., Кокоулин Д. И., Фокин Ю. С. Станок для бурения дегазационных, увлажнительных и технических скважин // Уголь. 2002. -№ 7.-С. 25.
- Постников B.C. Внутреннее трение в металлах. М.: Металлургия, 1974. — 352 с.
- Пучинян С.Г. Исследование и создание методики расчета сложнонагруженных резьбовых соединений: Дис.. канд. техн. наук. -Фрунзе, 1989. 162 с.
- Рабинович М.И., Трубецков Д. И. Введение в теорию колебаний и волн. М.: Регулярная и хаотическая механика, 2000. — 560 с.
- Ребрик Б.М. Механика в разведочном бурении: Справочное пособие / Б. М. Ребрик. — М.: Недра, 1992. 300 с.
- Ребрик Б.М. Бурение инженерно-геологических скважин: Справочник / Б. М. Ребрик. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Недра, 1990.
- Ретунский В.В. Функциональные возможности современных аналоговых осциллографов // Контрольно-измерительные приборы и системы. 2003. — № 5. — С. 24 — 28.
- Россихин Г. Б., Ахметов М. М., Голубев А. И. Производство и эксплуатация буровых штанг из стали шведского сортамента // Горный журнал. М., 2004. — № 5. — С. 89 — 90.
- Рыжов П.А. Математическая статистика в горном деле: Учебное пособие для вузов спец. «Маркшейдерское дело». М.: Высшая школа, 1973. -287 с.
- Рындин В.П. Определение энергетических параметров и совершенствование динамики ударных систем бурильных машин: Дис.. д-ра техн. наук. Кемерово, 2005. — 330 с.
- Рябчиков С.Я. Исследование призабойных процессов, связанных с повышением частоты следования импульсов и выносом продуктов разрушения при электроимпульсном бурении скважин: Дис.. канд. техн. наук / С. Я. Рябчиков. Томск: Б.и., 1967. — 239 с.
- Рябчиков С.Я. Проектирование буровых машин и механизмов: Учебное пособие / С .Я. Рябчиков. Томск: Изд-во ТПУ, 2005. — 114 с.
- Сагомонян А.Я. Волны напряжения в сплошных средах. М.: Изд-во МГУ, 1985.-416 с.
- Саруев J1.A. Рабочие процессы и выбор параметров станков для бурения взрывных скважин малого диаметра: Дис.. д-ра техн. наук-Новосибирск, 1986. 268 с.
- Саруев Л.А., Горбунов В. Ф., Белов А. И., Слистин А. П. Динамические процессы и расчет гидравлических вибродемпфирующих устройств: Монография. Томск, 1983. — 64 с. — Деп. ЦНИИТЭИтяжмаш 05.11.83, № 1199ТМ-83 Деп.
- Сартбаев Т.Т., Имаралиев А. И. Хайдаркан: Прошлое и настоящее // Горный журнал. 2002. — № 10. — С. 13−15.
- Саруев JI.A., Шадрина А. В. Распространение силовых импульсов по буровым штангам постоянного сечения // Динамика и прочность горных машин: Сборник трудов II международной конференции. Новосибирск, 2003.-С. 64−69.
- Саруев JI.A., Шадрина А. В. Распространение силовых импульсов через муфтовые соединения буровых штанг // Современные техника и технологии 2003: Труды IX международной научно-практической конференции. — Томск, 2003. — С. 227- 228.
- Саруев JI.A., Шадрина А. В. Результаты исследований передачи энергии ударных импульсов по колоннам штанг при бурении подземных скважин малого диаметра // Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири
- СИБРЕСУРС 12 — 2006): Сборник докладов 12 международной научно-практической конференции. — Тюмень, 2006. — С. 173 — 176.
- Саруев JI.A., Шадрина А. В. Исследования распространения упругих волн в колонне буровых штанг при ударно-вращательном бурении скважин в лабораторных условиях // Известия Томского политехнического университета. 2006. — Т. 309. — № 6. — С. 140 — 144.
- Сердечный А.С. Управление амплитудой и длительностью ударного импульса: Автореф. дис.. д-ра техн. наук. Новосибирск, 1997. -31с.
- Скучик Е. Основы акустики: Пер. с англ. / Е. Скучик. М.: Мир, 1976.
- Слистин А.П. Расчет параметров процесса передачи продольного ударного воздействия по составным стержням: Автореф. дис.. к-та техн. наук. Томск, 1990. — 21 с.
- Сулакшин С.С. Бурение геологоразведочных скважин: Учебное пособие / С. С. Сулакшин. М.: Недра, 1994. — 432 с.
- Сулакшин С.С. Способы, средства и технология получения представительных образцов пород и полезных ископаемых при бурении геологоразведочных скважин: учебное пособие / С. С. Сулакшин. Томск: Изд-воНТЛ, 2000.-284 с.
- Сулакшин С.С. Разрушение горных пород при бурении скважин: учебное пособие / С. С. Сулакшин. Томск: Изд-во ТПУ, 2004. — 136 с.
- Сьярле Ф. Математическая теория упругости. М.: ОНТИ, 1992. -472 с.
- Тимошенко С.П., Янг Д.Х., Уивер У. Колебания в инженерном деле, 1984.-475 с.
- Тихонов А.Н., Самарский А. А. Уравнения математической физики, 1999. 799 с.
- Топоров Г. В., Левандовский М. Я. Оптимальная форма поверхностей контакта деталей машин ударного действия // Известия вузов. Горный журнал, 1969. -№ 11, С. 83 85.
- Флавицкий Ю.В. Стенд для исследования напряжений в колонне буровых штанг: Научн. сообщ. / ИГД им. А. А. Скочинского, 1963, вып. 22, С. 127−141.
- Файзилаев Р.Ф., Галинов Ю. Н., Овсейчук В. А. Концепция технического перевооружения подземного комплекса ОАО «Приаргунское производственное горно-химическое объединение» // Горный журнал. -2005. № 11. — С. 4 — 8.
- Фишер Г. Определение импульсов напряжений при ударном бурении. В кн.: Разрушение и механика горных пород. — М.: Госгортехиздат, — 1962, С. 278 — 300.
- Флавицкий Ю.В., Хомяков К. С. Определение импульсов напряжения при продольном соударении упругих тел. М.: ИГД им. А. А. Скочинского, 1964.-31 с.
- Харкевич А. А. Спектры и анализ / А. А. Харкевич. 3-е изд., испр. и доп. М.: Гостехиздат, 1957. — 236 с.
- Хоукс И., Чакраварти П. К. Поведение волны деформации в штангах станков ударного бурения. В кн.: Разрушение и механика горных пород. — М.: Госгортехиздат, 1962. — С. 311 — 337.
- Цуканов А.Г. О потерях энергии удара в удлиненных штангах // Известия вузов. Горный журнал. 1965. — № 10. — С. 92 — 95.
- Чиу Д. Продольные упругие волны в составном стержне с коническими участками // Ракетная техника и космонавтика. — 1972. — Т. 10. -№ 3. — С. 44−48.
- Чугунов В.Д. и др. Вращательно-ударное бурение скважин малого диаметра. М.: Цветметинформация, 1969.
- Шадрина А.В. Методика эксплуатационной разведки ртутных месторождений бурением вееров скважин из подземных выработок // Проблемы геологии и освоения недр: Труды VII Международного научного симпозиума. Томск, 2003. — С. 544 — 545.
- Шадрина А.В. Распространение силовых импульсов по колоннам буровых штанг, помещенным в горизонтальные искусственные скважины // Проблемы геологии и освоения недр: Труды VII Международного научного симпозиума. Томск, 2003. — С. 545 — 546.
- Шадрина А.В. Силы упругого и неупругого сопротивления при циклическом нагружении резьбовых соединений штанг // Проблемы геологии и освоения недр: Труды X международного научного симпозиума. Томск, 2006.- С. 488−490.
- Shadrina A.V., Saruev L.A. Analysis of energy loss on friction in carving connection of rods using of hysteresis diagrams // Наука и технология KORUS-2003: Материалы 7-го Корейско-Русского международного симпозиума. -Ульсан, 2003. С. 118 — 122.
- Shadrina A.V., Saruev L.A. Experimental researches methods and results of impact impulse parameters in real rods columns // Наука и технология
- KORUS-2005: Материалы 9-го Корейско-Русского международного симпозиума. Новосибирск, 2005. — С. 525 — 527.
- Шелковников И.Г. Использование энергии удара в процессах бурения. М.: Недра, 1977. — 160 с.
- Шелковников И.Г. Прикладная буровая механика. Ч. 1: учебное пособие. СПб.: Изд-во СПбГи, 1997. — 157 с.
- Шелковников И.Г. Прикладная буровая механика. Ч. 2: учебное пособие. СПб.: Изд-во СПбГи, 1998. — 112 с.
- Шенк X. Теория инженерного эксперимента. М.: Мир, 1972.384 с.
- Шушкевач В.А. Основы электротензометрии. Минск: Высш. школа, 1975.-352 с.
- Эльсгольц JI. Э. Дифференциальные уравнения и вариационное исчисление. Математика. -М.: Эдиториал УРСС, 2000.
- Юнгмейстер Д.А., Соколова Г. В., Бурак А. Я., Судьенков Ю. В. Исследование ударных систем на стенде с баллистическим маятником // Горное оборудование и электромеханика. 2006. — № 7. — С. 39−42.
- Юнгмейстер Д.А., Бурак А. Я., Пивнев В. А., Судьенков Ю. В. Результаты исследований перфоратора со сдвоенной ударной системой // Горное оборудование и электромеханика. 2006. — № 3. — С. 17−19.
- Arndt F.K. Der Schlagablauf in Kolben and Stange beim schlagenden Bohren. Gluckauf, 1960, Bd. 1, № 24.