З викладеного вище випливає перший основний принцип механічного руйнування гірської породи на вибої - дискретність руйнування з метою отримання мінімально можливої енергоємності процесу. [16]
Великі гострокутні уламки і осколки, що утворюються в результаті механічного руйнування гірських порід. називають щебенем. У високогірних областях, де механічне вивітрювання особливо сильно, щебінь утворює купи осипів біля підніжжя гірських схилів. [17]
КОНУС осип (конус осипання) - конічний накопичення під горою продуктів механічного руйнування гірських порід. скотилися вниз але крутому схилу. [18]
Для буріння свердловин на нафту і газ застосовують долота, що представляють собою бурові інструменти для механічного руйнування гірських порід. Зазвичай для розбурювання порід середньої твердості, твердих, міцних і дуже міцних порід, використовуються долота дробяще-сколювальні дії, так звані шарошечні долота. [19]
Укладаючи виклад завдання розрахунку гідравлічної програми промивання свердловин, слід мати на увазі, що прямий зв'язок параметрів промивки з процесом поглиблення (механічного руйнування гірських порід) виражається тільки через залежності механічної швидкості від швидкості руху розчину в затрубному просторі і потужності турбобуров від величини подачі бурових насосів. Цей, на перший погляд, спрощений підхід викликаний тим. У міру накопичення знань про процеси поглиблення і промивання свердловин прийнята досить груба модель може вдосконалюватися. [20]
Найбільш поширена класифікація за способами руйнування гірських порід: механічне, струминне, вибуховий, вогневе, електрогідродинамічного, магнітострикційне і ін. При бурінні свердловин повсюдно застосовується як найбільш ефективне і економічне механічне пошкодження гірських порід. поєднується останнім часом з активними фізико-хімічними і гідродинамічними впливами бурового розчину. Інші способи знаходяться в стадії пошуків, розробок, випробувань. При проходці з відбором керна льодового щита Антарктиди радянські фахівці успішно застосували спосіб розплавлення льоду електричним кільцевим нагрівачем, а фахівці США - полум'яні гасові пальники для проходки суцільним забоєм. [21]
Воно ведеться за двома напрямками: поліпшення організації потоків в привибійній зоні для прискорення видалення шламу з області роботи шарошок і попередження сальнікообразованія (налипання шламу на деталі долота); забезпечення максимального сприяння механічного руйнування гірських порід озброєнням доліт. [22]
Важливість проблеми визначається тим, що за допомогою добре організованої промивання фактично можна поліпшити показники відпрацювання доліт від десятків відсотків до декількох разів, причому витрати енергії на промивку, кратно перевищують нині витрати енергії на механічне пошкодження гірських порід. на обертання долота, можуть бути в ряді випадків істотно знижені. [23]
Широке застосування механічних способів руйнування гірських порід при бурінні геологорозвідувальних свердловин пояснюється рядом їх переваг в порівнянні з іншими способами. При механічному руйнуванні гірських порід майже у всіх випадках є можливість отримання кондиційного зразка гірської породи (керна) з будь-якого інтервалу свердловини. Породоразрушающий інструмент може бути невеликого (76 - 36 мм) діаметра, що значно знижує енергоємність і матеріаломісткість буріння. [24]
Всі реальні тверді тіла, як окремі кристали, так і полікристалічні агрегати, містять безліч неоднорідний-ність, починаючи від дефектів або слабких місць в структурі кристала і закінчуючи микротрещинами різних розмірів як в самих кристалах, так і на їх контактах. У процесі механічного руйнування гірських порід це призводить до утворення так званої зони передруйнування - зони підвищеної тріщинуватості. Велика частина мікротріщин при знятті навантаження замикається. У найбільш великі тріщини цієї зони проникає промивна рідина, перешкоджаючи їх змикання. Однак в цілому твердість гірської породи, її Бурим в зоні передруйнування практично змінюються несуттєво. [25]
При бурінні нафтових і газових свердловин застосовується в основному механічне пошкодження гірських порід. Як зазначалося раніше, на забій передається обмежена, часто недостатня енергія для швидкого руйнування порід на велику глибину. [26]
Багато років в дослідницьких лабораторіях світу вивчаються інші методи руйнування, що включають застосування теплових, електричних, електромагнітних і ін. Полів. Кожне з них досліджується або окремо, або в комбінації з іншими полями або в поєднанні з механічним руйнуванням гірської породи. [27]
Вперше в [87] були досліджені можливості застосування ПАР для активного впливу на процес руйнування гірських порід при бурінні свердловин. У ній показано, що адсорбуються на поверхні твердого тіла речовини, що вводяться в навколишнє середовище, навіть в дуже малих концентраціях можуть значно полегшити механічне пошкодження гірських порід. [28]
Крім того, полегшення процесу руйнування гірських порід на вибої може бути здійснено за рахунок зниження їх твердості. Сутність процесу зниження твердості гірських порід полягає в наступному, гірські породи не однорідні за міцністю, мають більш слабкі місця в кристалічній решітці, а також мікротріщини, що пронизують кристали і розташовані по їх кордонів. Рідина як зовнішнє середовище активно бере участь в процесі механічного руйнування гірських порід. проникаючи в глибину тіла, що деформується - в зону передруйнування, що представляє собою деформовані шари з підвищеною тріщинуватістю. Активність рідини може бути значно підвищена невеликими добавками до неї спеціальних речовин, які отримали назву знижувачів твердості. Вплив цих речовин на процес руйнування гірських порід засноване на посиленні фізико-хімічної взаємодії дисперсійного середовища з країнами, що розвиваються в процесі механічного руйнування новими поверхнями гірської породи. [29]
Розширення привибійної зони свердловин може здійснюватися з найрізноманітніших схемами, які вимагають відповідно різних технічних засобів. У практиці споруди гідрогеологічних та технологічних свердловин різного цільового призначення найбільш широко застосовуються такі три способи розширення привибійної зони: механічний, гідродинамічний і комбінований. Для свердловин підземного вилуговування перевагу слід віддати механічному й особливо комбінованого способу, заснованого на механічному руйнуванні гірських порід з використанням енергії струменя промивної рідини. При спорудженні свердловин для СГД широке застосування може знайти гідродинамічний спосіб розширення привибійної зони. [30]
Сторінки: 1 2 3