ВВЕДЕНИЕ 3
1. Литературный обзор 4
1.1 Анализ существующих конструкций шароструйно-эжекторных буровых
снарядов 4
1.2 Анализ конструкции снаряда с целью определения основных параметров и
выявления путей модернизации 10
2. Методика проведения экспериментальных исследований 13
2.1 Лабораторный стенд для исследования технологических процессов
шароструйного бурения 13
2.2. Методика определения параметров струйных аппаратов 16
2.3. Методика экспериментальных исследований при забурке скважины с
образованием криволинейного забоя 17
2.4. Методика статистической обработки результатов исследований 18
3. Исследование влияния геометрических параметров буровых снарядов и
технологических режимов на эффективность бурения 19
3.1. Определение основных рабочих параметров струйного аппарата 20
3.2. Исследование влияния диаметра сопла на эффективность шароструйного
бурения 22
4. Разработка математической модели шароструйного бурения скважин 23
5 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 25
5.1 Анализ конкурентных технических решений с позиции
ресурсоэффективности и ресурсосбережения 25
5. 2 Проведение анализа безубыточности инженерного проекта 27
5.3 Составление бюджета разработки и внедрения инженерных решений 29
5.4 Оценка эффективности инженерных решений 34
6. Социальная ответственность 36
6.1 Производственная безопасность 36
6.1.1 Анализ вредных производственных факторов и обоснованиемероприятий
по их устранению 36
6.2 Анализ опасных производственных факторов и обоснование мероприятий по их устранению 41
6.3 Экологическая безопасность 43
6.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 46
6.5 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 49
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 52
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 53
Приложение А
Возрастание объемов бурения скважин в твердых и крепких горных породах в мировой практике бурения скважин заставляет еще более совершенствовать породоразрушающий инструмент. Но несмотря на постоянную модернизацию ПРИ, бурение в породах высокой твердости производится с низкой механической скоростью и малой проходкой на долото. Поэтому актуальными становятся разработки альтернативных способов разрушения крепких горных пород.
Для решения ряда проблем, возникающих при бурении крепких горных пород, предлагается использовать гидромониторный способ разрушения горных пород. Одним из таких способов является шароструйный способ бурения скважин. Суть его заключается в том, что разрушение горной породы происходит ударами высокоскоростных шаров, которые непрерывно циркулируют в призабойной зоне скважины.
Уровень теоретической и экспериментальной проработки данного способа находится на довольно низком уровне и имеет ряд своих недостатков, за счет чего пока не получил широкого применения. Для устранения этих недостатков необходимо разработать новые технические средства, методики расчета оптимальных геометрических параметров буровых снарядов и рациональных технологических параметров режима шароструйного бурения.
Выпускная квалификационная работа содержит 61 с., 18 рис., 11 табл., 34 литературных источника.
Ключевые слова: шароструйное бурение, математическая модель, шароструйно-эжекторный буровой снаряд, шар, твердые и крепкие горные породы, лабораторный стенд.
Объект исследования: шароструйное бурение.
Цель работы: разработать математическую модель процессов шароструйного бурения скважин.
В процессе проводились аналитические и экспериментальные исследования.
В результате исследования была разработана математическая модель процессов шароструйного бурения скважин, которая позволит рассчитать предполагаемую механическую скорость бурения.
Значимость работы: выполненные теоретические и экспериментальные исследования помогли получить необходимую информацию для повышения эффективности разработанной технологии и техники шароструйного бурения скважин. В результате, модернизация лабораторного стенда позволила исследовать технологические процессы шароструйного бурения при изменением зенитного угла. Также была разработана математическая модель шароструйного бурения.
В работе представлены результаты теоретических и экспериментальных исследований технологических процессов шароструйного бурения. На их основании разработаны технические средства и математическая модель процессов шароструйного бурения, внесшие существенный вклад в повышение эффективности данного способа.
Основываясь на полученные результаты исследований были выведены следующие заключения:
• наиболее перспективным способом бурения скважин в твердых и крепких горных породах является шароструйный способ;
• для исследования процессов шароструйного бурения с изменением зенитного угла был модернизирован оригинальный лабораторный стенд;
• по полученным результатам экспериментальных исследований разработана математическая модель процессов шароструйного бурения, которая позволит рассчитывать предполагаемую механическую скорость бурения;
Направление дальнейших работ заключается в повышении эффективности способа и применения его на практике буровых работ за счет исследований следующих вопросов:
1) Максимально приблизить условия проведения экспериментов к реальным;
2) Изучить энергетический вопрос с целью установления коэффициента полезного действия шароструйного бурения;
3) Исследовать влияние различных типов промывочных жидкостей, в том числе добавок понизителей твердости, на эффективность шароструйного бурения.
