Институт фундаментальной подготовки

«ИЗУЧЕНИЕ РАЗРУШЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД ПРИ БУРЕНИИ МЕТОДОМ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА»

Выполнила: ст-т гр. ГБ-11-01

Мешкова Кристина

Проверил: Нескоромных В. В.

Красноярск 2012г.

План эксперимента

	Значения факторов	Отклик	Тср, с	v б, см/мин	hоб, мм/об	N, кВт
х0	Рос	ω	Рос*ω	Т1, с	Т2, с	Т3, с
	+	-	-	+					0,2	0,4	0,028	0,056	0,3	0,2	0,5
	+	+	-	-					1,2	1,2	0,17	0,17	1,2	0,7	0,583
	+	-	+	-						4,5	0,055	0,062	3,2	1,5	0,33
	+	+	+	+					9,7		0,133	0,166	8,3	5,7	0,475
(доп)	+

Р_{ос min}(-1) = 400 даН;

Р_{ос max}(+1) = 1400 даН;

ω_min(-1) = 71 мин^-1;

ω_max(+1) =725 мин^-1;

1. Построение модели механической скорости бурения и ее анализ.

v _б = А + В*Р_ос + С*ω + D*Р_ос*ω;

А = =4,525;

В = = 2,075;

С = = 3,725;

D = = 1,675.

v _б = 4,53 + 2,08*Р_ос + 3,73*ω + 1,68*Р_ос*ω;

v _б = 4; Р_ос = 0:

4=3,78+3,08*ω

ω=0,07;

v _б = 4; Р_ос =+1:

4=3,78+1,68 + 3,08*ω +1,18*ω

ω = -0,34;

v _б = 4; ω = +1:

4=3,78+1,68*Р_ос + 3,08 +1,18*Р_ос

Р_ос = -1;

v _б = 3; Р_ос = 0:

3 = 3,78 +3,08*ω

ω = -0,25

v _б = 3; Р_ос = +1:

3 = 3,78 +1,68 +3,08*ω + 1,18*ω

ω = -0,58

v _б = 3;ω =+1:

3 = 3,78+1,68 *Р_ос +3,08 +1,18* Р_ос

Р_ос =-1,35

v _б = 2; Р_ос = 0:

2 = 3,78 + 3,08*ω

ω= -0,58

v _б = 2; Р_ос = +1:

2=3,78+1,68+3,08*ω +1,18*ω

ω = -0,81

v _б = 2;ω = +1:

2=3,78+1,68 *Р_ос +3,08 +1,18* Р_ос

Р_ос = -1,7

v _б = 5; Р_ос = 0:

5=3,78+3,08*ω

ω = 0,4

v _б = 5; Р_ос = +1:

5=3,78+1,68+3,08*ω +1,18*ω

ω = -0,11

v _б = 5;ω = +1:

5=3,78+1,68 *Р_ос +3,08 +1,18* Р_ос

Р_ос = -0,65

v _б = 6; Р_ос = 0:

6=3,78 + 3,08*ω

ω = 0,72

v _б = 6; Р_ос = +1:

6=3,78+1,68+3,08*ω +1,18*ω

ω=0,13

v _б = 6;ω = +1:

6=3,78+1,68 *Р_ос +3,08 +1,18* Р_ос

Р_ос = -0,3

v _б = 7; Р_ос = 0:

7=3,78+3,08*ω

ω =1,1

v _б = 7; Р_ос = +1:

7=3,78+1,68+3,08*ω +1,18*ω

ω = 0,36

v _б = 7;ω = +1:

7=3,78+1,68 *Р_ос +3,08 +1,18* Р_ос

Р_ос = 0,05

v _б = 1; Р_ос = 0:

1=3,78+3,08*ω

ω = -0,9

v _б = 1; Р_ос = +1:

1=3,78+1,68+3,08*ω +1,18*ω

ω = -1,05

v _б = 1;ω = +1:

1=3,78+1,68 *Р_ос +3,08 +1,18* Р_ос

Р_ос = -2,05

График зависимости углубки за оборот от осевой нагрузки

ω = min:

h₁ = = = 0,1мм/об;

Р_ос1 = 475 даН;

h₂ = = 0,2мм/об;

Р_ос2 = 840 даН;

h₃ = = 0,3мм/об;

Р_ос3 = 1225 даН.

ω =сред:

h₁ = = = 0,1мм/об;

Р_ос1 = 427 даН;

h₂ = = 0,16мм/об;

Р_ос2 = 700 даН;

h₃ = = 0,2мм/об;

Р_ос3 =975 даН;

h₄ = = 0,25мм/об;

Р_ос4 =1235 даН.

ω = max:

h₁ = = = 0,09мм/об;

Р_ос1 = 400 даН;

h₂ = = 0,11мм/об;

Р_ос2 = 575 даН;

h₃ = = 0,14мм/об;

Р_ос3 =750 даН.

Выводы:

По мере роста осевого усилия увеличивается углубка за оборот, следовательно, внедрение резца в породу увеличивается.

При увеличении осевой частоты увеличивается сопротивление породы, т.к. трещина в скважине не успевает формироваться, поэтому углубка за оборот уменьшается. Следовательно, увеличение осевой частоты должно сопровождаться увеличением осевой нагрузки.

2. Построение модели углубки за оборот и ее анализ.

h_об = ;

h_об = А + В*Р_ос +С*ω +D*Р_ос*ω;

А = =0,1135;

В = = 0,0545;

С = = 0,0005;

D = = - 0,0025.

h_об= 0,1135 + 0,0545*Р_ос + 0,0005*ω - 0,0025*Р_ос*ω

h_об= 0,11; Р_ос = 0:

0,11=0,1135+ 0,0005*ω;

ω = -7;

h_об= 0,11; Р_ос = +1:

0,11 = 0,1135 + 0,0545 + 0,0005*ω - 0,0025*ω;

ω = 29;

h_об= 0,11; ω= +1:

0,11 = 0,1135 + 0,0545*Р_ос + 0,0005 - 0,0025*Р_ос;

Р_ос = -0,07;

3. Построение модели энергоемкости и ее анализ.

А`= ;

А`= А + В*Р_ос + С*ω + D*Р_ос*ω;

А = =0,472;

В = = 0,057;

С = = -0,0695;

D = = 0,0155.

А`=0,472+0,057*Р_ос – 0,0695*ω + 0,0155*Р_ос*ω

А`=0,48; Р_ос = 0:

0,48 = 0,472 – 0,0695*ω;

ω = -0,12;

А`=0,48; Р_ос = +1:

0,48= 0,472+0,057 – 0,0695*ω + 0,0155*ω;

ω = 0,91;

А`=0,48;ω = +1:

0,48 = 0,472 + 0,057*Р_ос – 0,0695 + 0,0155*Р_ос;

Р_ос = 1,1.

А`=0,5; Р_ос = 0:

0,5 = 0,472 – 0,0695*ω;

ω = -0,4;

А`=0,5; Р_ос = +1:

0,5 = 0,472+0,057 – 0,0695*ω + 0,0155*ω;

ω = 0,54;

А`=0,5;ω = +1:

0,5 = 0,472 + 0,057*Р_ос – 0,0695 + 0,0155*Р_ос;

Р_ос = 1,3.

А`=0,52; Р_ос = 0:

0,52 = 0,472 – 0,0695*ω;

ω = - 0,69;

А`=0,52; Р_ос = +1:

0,52= 0,472+0,057 – 0,0695*ω + 0,0155*ω;

ω = 0,17;

А`=0,52;ω = +1:

0,52= 0,472 + 0,057*Р_ос – 0,0695 + 0,0155*Р_ос;

Р_ос = 1,6.

А`=0,46; Р_ос = 0:

0,46 = 0,472 – 0,0695*ω;

ω = 0,17;

А`=0,46; Р_ос = +1:

0,46 = 0,472+0,057 – 0,0695*ω + 0,0155*ω;

ω = 1,3;

А`=0,46;ω = +1:

0,46= 0,472 + 0,057*Р_ос – 0,0695 + 0,0155*Р_ос;

Р_ос = 0,8.

А`=0,44; Р_ос = 0:

0,44 = 0,472 – 0,0695*ω;

ω = 0,5;

А`=0,44; Р_ос = +1:

0,44 = 0,472+0,057 – 0,0695*ω + 0,0155*ω;

ω = 1,6;

А`=0,44;ω = +1:

0,44 = 0,472 + 0,057*Р_ос – 0,0695 + 0,0155*Р_ос;

Р_ос=0,5.

А`=0,42; Р_ос = 0:

0,42 = 0,472 – 0,0695*ω;

ω = 0,75;

А`=0,42; Р_ос = +1:

0,42 = 0,472+0,057 – 0,0695*ω + 0,0155*ω;

ω = 2;

А`=0,42;ω = +1:

0,42=0,472 + 0,057*Р_ос – 0,0695 + 0,0155*Р_ос;

Р_ос = 0,24.

А`=0,54; Р_ос = 0:

0,54 = 0,472 – 0,0695*ω;

ω = -0,98;

А`=0,54; Р_ос = +1:

0,54 = 0,472+0,057 – 0,0695*ω + 0,0155*ω;

ω = -0,2;

А`=0,54;ω = +1:

0,54=0,472 + 0,057*Р_ос – 0,0695 + 0,0155*Р_ос;

Р_ос= 0,19.

Наложим график механической скорости бурения на график энергоемкости:

энергоемкость;

механическая скорость бурения.

Дата добавления: 2015-08-13