Влияние гидравлического подпора на осевую нагрузку
The change of hydraulic pressure in connection with the increase of thickness of wall of boring column in lower part is considered. The analysis of formula showed that constituent from the difference of areas of column and boring pipes represents insignificant part.
Saved in:
| Published in: | Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения |
|---|---|
| Date: | 2009 |
| Main Authors: | , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України
2009
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/20945 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Влияние гидравлического подпора на осевую нагрузку / А.А. Кожевников, Ю.Л. Кузин, А.А. Гриняк // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения: Сб. науч. тр. — К.: ІНМ ім. В.М. Бакуля НАН України, 2009. — Вип. 12. — С. 102-104. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859799625418932224 |
|---|---|
| author | Кожевников, А.А. Кузин, Ю.Л. Гриняк, А.А. |
| author_facet | Кожевников, А.А. Кузин, Ю.Л. Гриняк, А.А. |
| citation_txt | Влияние гидравлического подпора на осевую нагрузку / А.А. Кожевников, Ю.Л. Кузин, А.А. Гриняк // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения: Сб. науч. тр. — К.: ІНМ ім. В.М. Бакуля НАН України, 2009. — Вип. 12. — С. 102-104. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения |
| description | The change of hydraulic pressure in connection with the increase of
thickness of wall of boring column in lower part is considered. The
analysis of formula showed that constituent from the
difference of areas of column and boring pipes represents
insignificant part.
|
| first_indexed | 2025-12-07T15:12:06Z |
| format | Article |
| fulltext |
Выпуск 12. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ И МЕТАЛООБРАБАТЫВАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ – ТЕХНИКА
И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ
102
0 2 4 6 8 10
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
5000
5500
уy, Рк, Ау, Аобщ
Н, мм
1
2
3
4
-2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
0
1000
2000
3000
4000
5000
H, мм
у
y
, Р
к
, А
y
, А
общ
1
2
3
4
0 5 10 15 20 25
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
5000
5500
H, мм
у
y
, Р
к
, А
y
, А
общ
1
2
34
а б в
Рис. 6. Зависимости физико-механических параметров разрушения песчаника при глубине
резания инструмента а – hр = 1 мм;б – hр = 2 мм;в – hр = 3 мм от количества снимаемых
слоев:1 σy, МПа , 2 Рк, МПа, 3 А у, кДж, 4 Аобщ, кДж
Как следует из приведенных в таблицах и графиках данных, при многократном реза-
нии песчаника за счет взаимодействия трещин зоны предразрушения прочностные и энерге-
тические показатели разрушения значительно снижаются, следовательно, при разрушении
массива породы резцами РП-221 необходимо экспериментально обосновать оптимальный
шаг резания, при котором происходит активное взаимодействие трещин зоны предразруше-
ния и целик породы будет разрушаться при минимальной энергоемкости.
Поступила 10.06.09
УДК 622.24.053
А. А. Кожевников1, д-р техн. наук; Ю. Л. Кузин1, канд.техн.наук; А. А. Гриняк2
1Национальный горный университет, г. Днепропетровск, Украина
2Правобережная геологоразведочная экспедиция, г. Фурсы, Украина
ВЛИЯНИЕ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ПОДПОРА НА ОСЕВУЮ НАГРУЗКУ
The change of hydraulic pressure in connection with the increase of thickness of wall of bor-
ing column in lower part is considered. The analysis of formula showed that constituent from the
difference of areas of column and boring pipes represents insignificant part.
При циркуляции промывочной жидкости на бурильную колонну воздействуют силы,
обусловленные гидравлическим подпором. При бурении глубоких скважин, бурильной ко-
лоной большой массы, выталкивающая сила потока промывочной жидкости уменьшает эту
массу и соответственно осевую нагрузку на породоразрушающий инструмент, создаваемую
бурильной колонной. В [1] определены силы гидравлического подпора, обусловленные по-
терями напора в колонковой трубе в результате наличия керна, в зазоре между колонковой
трубой и стенками скважины, а также в бурильной колонне.
Для увеличения осевой нагрузки, и жесткости низа бурильной колонны предложено
использовать бурильные трубы с увеличеной толщиной стенки [2]. Однако в этом случае
возникает вероятность повышения гидравлического подпора, что может снизить эффект от
применения таких труб.
РАЗДЕЛ 1. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ ИЗ СВЕРХТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ
И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ПРИМЕНЕНИЯ
103
Цель настоящей работы состоит в теоретическом исследовании влиянии увеличения
толщины стенки бурильной трубы в сжатой части бурильной колонны действующий на бу-
рильную колонну гидравлический подпор и осевую нагрузку, действующую на породораз-
рушающий инструмент – буровую коронку.
Рассмотрим эту возможность на бурильных трубах муфтово-замко-вого соединения
диаметром 50 мм при осевой нагрузке F = 1000 даН.
Гидравлический подпор определяется по формуле [1]
81.9
2 2
mQ
Т р , (1)
где
221
3
21
3
22
2
2
2
3
2
2
22
2
2
1
3
1
1
22
1
dddd
ldD
DDDD
ldD
DDDD
ldDm
, (2)
где D – диаметр скважины, м; D =0.076 м; 1D – наружный диаметр бурильной трубы, м, 1D
= 0.05 м; 2D – наружный диметр колонковой трубы, м, 2D = 0.073 м; d – внутренний диа-
метр бурильной трубы, м, d = 0.04, 0.035, 0.003, 0.025, 0.02 м; 1d – внутренний диаметр ко-
лонковой трубы, 1d = 0.065 м; 2d – диаметр керна, м, 2d - 0.055 м; 1l – длина бурильных
труб, 1l = 200 м; 2l – длина колонковой трубы, 2l = 5 м; 3l – длина керна, 3l = 4 м; – коэф-
фициент трения, для воды принимаем = 0.02; р – плотность промывочной жидкости, р =
1000 кг/м3; Q – расход промывочной жидкости, Q = 120 л/мин.
Сила гидравлического подпора снижает действующую осевую нагрузку на забой, т. е.
TFFзаб (3)
где F – осевая нагрузка, создаваемая весом сжатой части.
Длина сжатой части определяется по формуле
,
)1(
ст
р
C
q
FL
(4)
где q – вес одного погонного метра бурильной трубы; – коэффициент увеличения веса бу-
рильной колонны за счет высадки бурильных труб и муфто-замковых соединений; ст –
плотность материала бурильных труб – стали
Результаты расчета по формулам (1), (2), (3), (4) и исходным расчетным данным при-
ведены в таблице.
Толщина стенки бурильной трубы,
, м 0,005 0,0075 0,01 0,0125 0,015
Длина сжатой части, cL , м 146 127 102 86 80
Изменение длины сжатой части с
увеличением толщины стенки труб 1 0.87 0.7 0.59 0.55
Гидравлический подпор в растяну-
той части, pT , даН 201 201 201 201 201
Гидравлический подпор в сжатой
части, cT , даН 189 206 221 233 243
Отношение гидравлического под-
пора в сжатой части с обычной
стенкой к гидравлическому подпо-
ру, в части колонны с утолщенной
стенкой
1 1.26 1.68 2.1 2.35
Выпуск 12. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ И МЕТАЛООБРАБАТЫВАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ – ТЕХНИКА
И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ
104
Суммарный гидравлический под-
пор, даН 390 407 422 434 444
Забойная осевая нагрузка, pF , даН 610 593 578 566 556
Результаты расчетов свидетельствуют, что увеличение толщины стенки бурильной
трубы в 5 раз ( с 5 до 15 мм) позволяет уменьшить длину сжатой части в 1,8 раза. При этом
гидравлический подпор увеличивается на 28 %, а забойная осевая нагрузка уменьшается на 9
%. Приведенный гидравлический подпор значительно повышается, однако это не приводит к
большим потерям забойной осевой нагрузки.
Выводы
Таким образом, результаты теоретических исследований влияния толщины стенки
бурильной трубы на гидравлический подпор, действующий на бурильную колонну, и дейст-
вующую на забой осевую нагрузку, таковы: увеличение толщины стенки бурильной трубы
приводит к увеличению гидравлического подпора и уменьшению забойной осевой нагрузки.
Литература
1. Бражененко А. М. Материалы к выбору режима бурения разведочных скважин колон-
ковым способом. – Днепропетровск: Проминь, 1967.
2. Залежності геометричних характеристик бурильної труби від товщини стінки / С.В.
Гошовський, А.О. Кожевников, Ю.Л. Кузін та ін. // Наук. вісн. Нац. гірнич. уні-ту. –
2004. – № 4. – С. 53–55.
Поступила 16.06.09
УДК 622.244
Ю. Д. Бессонов1, канд. техн. наук; В. С. Слипенький2
1Национальный горный университет, г. Днепропетровск, Украина
2Казённое предприятие «Южукргеология», г. Днепропетровск, Украина
РАЦИОНАЛЬНАЯ КОМПОНОВКА БУРОВОГО СНАРЯДА
С ГИДРОДИНАМИЧЕСКИМ УСИЛИТЕЛЕМ ОСЕВОЙ НАГРУЗКИ
Work of hydrodynamic strengthener of axleloading is based on hydrodynamic transients in
anisotropy pipeline. The choice of rational arrangements of boring shell is offered providing a most
reflectivity hydropercussion wave.
Результаты анализа волновых процессов в трубопроводах гидромеханизмов свиде-
тельствуют о возможности повышения прямого гидравлического удара путём использования
явления отражения волны в неоднородном трубопроводе [1]. Такой трубопровод имеет раз-
ные сечения по длине и тупиковые элементы. Так, при прохождении прямой волны через
место соединения различных по сечению элементов трубопровода (рис. 1), давление отра-
женной волны составляет определенную долю прямой волны с учетом соответствующего
сдвига во времени. Таким образом, согласно принципу суперпозиции, происходит наложение
отраженной волны и увеличение амплитуды давления прямого гидравлического удара в ра-
бочей камере 1 (рис. 1е).
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-20945 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | XXXX-0065 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T15:12:06Z |
| publishDate | 2009 |
| publisher | Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Кожевников, А.А. Кузин, Ю.Л. Гриняк, А.А. 2011-06-13T05:57:39Z 2011-06-13T05:57:39Z 2009 Влияние гидравлического подпора на осевую нагрузку / А.А. Кожевников, Ю.Л. Кузин, А.А. Гриняк // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения: Сб. науч. тр. — К.: ІНМ ім. В.М. Бакуля НАН України, 2009. — Вип. 12. — С. 102-104. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. XXXX-0065 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/20945 622.24.053 The change of hydraulic pressure in connection with the increase of thickness of wall of boring column in lower part is considered. The analysis of formula showed that constituent from the difference of areas of column and boring pipes represents insignificant part. ru Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения Породоразрушающий инструмент из сверхтвердых материалов и технология его применения Влияние гидравлического подпора на осевую нагрузку Article published earlier |
| spellingShingle | Влияние гидравлического подпора на осевую нагрузку Кожевников, А.А. Кузин, Ю.Л. Гриняк, А.А. Породоразрушающий инструмент из сверхтвердых материалов и технология его применения |
| title | Влияние гидравлического подпора на осевую нагрузку |
| title_full | Влияние гидравлического подпора на осевую нагрузку |
| title_fullStr | Влияние гидравлического подпора на осевую нагрузку |
| title_full_unstemmed | Влияние гидравлического подпора на осевую нагрузку |
| title_short | Влияние гидравлического подпора на осевую нагрузку |
| title_sort | влияние гидравлического подпора на осевую нагрузку |
| topic | Породоразрушающий инструмент из сверхтвердых материалов и технология его применения |
| topic_facet | Породоразрушающий инструмент из сверхтвердых материалов и технология его применения |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/20945 |
| work_keys_str_mv | AT koževnikovaa vliâniegidravličeskogopodporanaosevuûnagruzku AT kuzinûl vliâniegidravličeskogopodporanaosevuûnagruzku AT grinâkaa vliâniegidravličeskogopodporanaosevuûnagruzku |