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

Предмет: 
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 національного технічного університету Міністерства освіти і науки України.
Науковий керівник: доктор технічних наук, професор Улітін Геннадій Михайлович, завідувач кафедри вищої математики Донецького національного технічного університету Міністерства освіти і науки України.
Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор Левіт Віктор Володимирович, генеральний директор ДХК «Спецшахтобуріння» Міністерства вугільної промисловості України (м. Донецьк); кандидат технічних наук, доцент Бровко Дмитро Вікторович, доцент кафедри будівельних геотехнологій Криворізького технічного університету Міністерства освіти і науки України.
Захист відбудеться « 13 » червня 2008 р. о 12.00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 08.080.04 при Національному гірничому університеті Міністерства освіти і науки України (49005, м. Дніпропетровськ, пр. К. Маркса, 19, т. 47-24-11).
З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Національного гірничого університету Міністерства освіти і науки України (49005, м. Дніпропетровськ, пр. К. Маркса, 19).
 
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
 
Актуальність теми. Буріння стволів є надійним та ефективним способом 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 спеціальними способами проходки стволів.
На даний час у вітчизняній практиці та інших країнах СНД для кріплення стволів і свердловин великого діаметра застосовують, в основному, сталеві секційні кріплення, що відрізняються високою металоємністю і вартістю. Такий вибір конструкції зумовлений високою універсальністю застосування її в різних гірничо-геологічних умовах. Застосування інших видів кріплення носить епізодичний характер.
Розрахунку обсадних труб на міцність і стійкість присвячена низка теоретичних і експериментальних робіт, де запропоновані аналітичні, напівемпіричні 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, внаслідок не обґрунтованого теоретичними розрахунками конструювання обсадних 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 сталевою колоною показав, що до 30…40% їх приходиться на процеси, пов'язані з кріпленням. Тому удосконалення конструкції і технології кріплення стволів, 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. Дисертаційна робота виконана відповідно до плану НДР ДонНТУ за науковим напрямом 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 сталевого кріплення, які забезпечують підвищення техніко-економічної ефективності 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 монтажу кріплення.
Ідея роботи полягає у використанні залежностей напружено-деформованого стану обсадної труби для обґрунтування раціональних параметрів вибору конструктивних елементів сталевого кріплення при будівництві шахтних вертикальних стволів.
Об’єкт досліджень – напружено-деформований стан і стійкість обсадної 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 напружено-деформованого стану колони з урахуванням досвіду спорудження свердловин великого діаметра на базі теорії тонкостінних оболонок з метою обґрунтування вибору раціональних параметрів конструкції сталевого кріплення і технології його зведення; вивчення стійкості обсадної колони, як циліндричної 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 співвідношення 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 (овальність, 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
Фото Капча