Портал освітньо-інформаційних послуг «Студентська консультація»

  
Телефон +3 8(066) 185-39-18
Телефон +3 8(093) 202-63-01
 (066) 185-39-18
Вконтакте Студентська консультація
 studscon@gmail.com
 facebook.com/studcons

<script>

  (function(i,s,o,g,r,a,m){i['GoogleAnalyticsObject']=r;i[r]=i[r]||function(){

  (i[r].q=i[r].q||[]).push(arguments)},i[r].l=1*new Date();a=s.createElement(o),

  m=s.getElementsByTagName(o)[0];a.async=1;a.src=g;m.parentNode.insertBefore(a,m)

  })(window,document,'script','//www.google-analytics.com/analytics.js','ga');

 

  ga('create', 'UA-53007750-1', 'auto');

  ga('send', 'pageview');

 

</script>

Обгрунтування параметрів сталевого кріплення при бурінні шахтних вертикальних стволів

Тип роботи: 
Автореферат
К-сть сторінок: 
24
Мова: 
Українська
Оцінка: 
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ НАЦІОНАЛЬНИЙ ГІРНИЧИЙ УНІВЕРСИТЕТ
 
ЦАРЕНКО Сергій Миколайович
 
УДК 622.245.12
 
ОБГРУНТУВАННЯ ПАРАМЕТРІВ СТАЛЕВОГО КРІПЛЕННЯ ПРИ БУРІННІ ШАХТНИХ ВЕРТИКАЛЬНИХ СТВОЛІВ
 
Спеціальність 05.15.04 - „Шахтне та підземне будівництво”
 
Автореферат
дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук
 
Дніпропетровськ – 2008
 
Дисертацією є рукопис.
Робота виконана на кафедрі вищої математики Донецького національ-ного технічного університету Міністерства освіти і науки України.
Науковий керівник: доктор технічних наук, професор Улітін Генна-дій Михайлович, завідувач кафедри вищої математики Донецького націона-льного технічного університету Міністерства освіти і науки України.
Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор Левіт Віктор Володимирович, генеральний директор ДХК «Спецшахтобуріння» Мініс-терства вугільної промисловості України (м. Донецьк); кандидат технічних наук, доцент Бровко Дмитро Вікторович, доцент кафедри будівельних гео-технологій Криворізького технічного університету Міністерства освіти і нау-ки України.
Захист відбудеться « 13 » червня 2008 р. о 12.00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 08.080.04 при Національному гірничому уні-верситеті Міністерства освіти і науки України (49005, м. Дніпропетровськ, пр. К. Маркса, 19, т. 47-24-11).
З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Національного гірни-чого університету Міністерства освіти і науки України (49005, м. Дніпропет-ровськ, пр. К. Маркса, 19).
 
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
 
Актуальність теми. Буріння стволів є надійним та ефективним спосо-бом будівництва вертикальних гірничих виробок у самих різних гірничо-геологічних умовах. Основним фактором стримуючим широке застосування цієї технології в умовах України, є висока вартість робіт, яка сумірна зі спе-ціальними способами проходки стволів.
На даний час у вітчизняній практиці та інших країнах СНД для кріп-лення стволів і свердловин великого діаметра застосовують, в основному, сталеві секційні кріплення, що відрізняються високою металоємністю і варті-стю. Такий вибір конструкції зумовлений високою універсальністю застосу-вання її в різних гірничо-геологічних умовах. Застосування інших видів кріп-лення носить епізодичний характер.
Розрахунку обсадних труб на міцність і стійкість присвячена низка те-оретичних і експериментальних робіт, де запропоновані аналітичні, напівем-піричні та емпіричні залежності. Проте, більшість цих методів не знайшли застосування при проектуванні сталевих кріплень великого діаметра (понад 2 м), що пов'язано із специфікою їх роботи і конструкції. У зв'язку з цим, вна-слідок не обґрунтованого теоретичними розрахунками конструювання обса-дних труб, не рідкісні випадки руйнування окремих вузлів обсадних колон або втрата стійкості окремих участків трубного ставу в період монтажу або експлуатації.
Аналіз структури витрат вартості, трудомісткості і тривалості буріння свердловин великого діаметра за традиційною технологією з кріпленням ста-левою колоною показав, що до 30…40% їх приходиться на процеси, пов'язані з кріпленням. Тому удосконалення конструкції і технології кріплення ство-лів, за рахунок розробки нових методик розрахунку і проектування обсадних труб на основі методів теорії пружності і будівельної механіки, є актуальним науково-технічним завданням.
Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисер-таційна робота виконана відповідно до плану НДР ДонНТУ за науковим на-прямом кафедри вищої математики в рамках університетської теми Н-12-05 «Використання математичних методів до рішення наукових, інженерних і соціально-економічних завдань» в якій автор був виконавцем.
Мета роботи полягає в теоретичному обґрунтуванні параметрів стале-вого кріплення, які забезпечують підвищення техніко-економічної ефектив-ності спорудження шахтних вертикальних стволів, пройдених бурінням.
Для досягнення мети поставленні та вирішені наступні задачі:
1. Дослідити напружено-деформований стан (НДС) обсадної колони в умовах проведення монтажних робіт.
2. Встановити залежності впливу основних конструктивних елементів на НДС сталевого кріплення.
3. Дослідити ступінь впливу особливостей конструкції обсадних труб на їх стійкість.
4. Розробити методику визначення раціональних параметрів колони для її проектування і обґрунтувати вибір способу і технологічні регламенти мон-тажу кріплення.
Ідея роботи полягає у використанні залежностей напружено-деформованого стану обсадної труби для обґрунтування раціональних пара-метрів вибору конструктивних елементів сталевого кріплення при будівницт-ві шахтних вертикальних стволів.
Об’єкт досліджень – напружено-деформований стан і стійкість обсад-ної колони при зведенні кріплення шахтних вертикальних стволів.
Предмет досліджень – параметри обсадної сталевої обсадної колони для кріплення шахтних вертикальних стволів і свердловин великого діаметра.
Методи досліджень. У роботі використані математичні моделі напру-жено-деформованого стану колони з урахуванням досвіду спорудження све-рдловин великого діаметра на базі теорії тонкостінних оболонок з метою об-ґрунтування вибору раціональних параметрів конструкції сталевого кріплен-ня і технології його зведення; вивчення стійкості обсадної колони, як цилінд-ричної оболонки з урахуванням різних граничних умов.
Наукові положення, що виносяться на захист:
– напружено-деформований стан обсадної труби при дії зовнішнього гідростатичного тиску в зоні стикування шпангоутів з оболонкою описується швидкозгасаючими функціями, які характеризують крайовий ефект впливу ребер, коефіцієнт концентрації напружень може сягати 2 і залежить від спів-відношення товщини оболонки і жорсткості ребра, що дозволяє визначити раціональну величину кроку шпангоутів порядку 20-40 товщин стінки труби;
– симетричні початкові відхилення від круглості сталевої труби (оваль-ність, трикутна огранка) в залежності від співвідношення початкової форми з розрахунковою призводять у разі збігу форм до зниження критичного тиску при втраті стійкості до 30%, що слід враховувати при визначенні коефіцієнта запасу стійкості, який повинен складати не менш 1,3.
Наукова новизна отриманих результатів:
1. Вперше була врахована і отримана залежність впливу навантажень на деформацію верхнього торця труби
Фото Капча