Рациональная технология бурения скважин в ледовых массивах с использованием электромеханического снаряда на кабеле

• Автор: Васильев, Николай Иванович
• Шифр специальности: 25.00.15
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 212 с. : ил.

1. АНАЛИЗ ТЕОРИИ И ПРАКТИКИ БУРЕНИЯ СКВАЖИН В ЛЕДНИКОВЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ
1.1. Технология и технические средства для бурения льда
1.1.1. Наземное буровое оборудование
1.1.2. Колонковые электромеханические снаряды
1.1.3. Заливочная жидкость на основе углеводородов
1.2. Результаты бурения глубоких скважин в Антарктиде и Гренландии
1.2.1. Глубокие скважины в Гренландии
1.2.2. Результаты бурения глубоких скважин зарубежными специалистами в Антарктиде
1.2.3. Глубокие скважины на станции Восток
1.3. Анализ аварийных ситуаций при глубоком бурении
Выводы по главе
2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ ГЛУБОКОГО МЕХАНИЧЕСКОГО БУРЕНИЯ КОЛОНКОВЫМ СНАРЯДОМ НА ГРУЗОНЕСУЩЕМ КАБЕЛЕ
2.1. Физико-механические свойства льда
2.2. Анализ методик оценки механизма разрушения льда при механическом бурении
2.3. Оценка влияния технологических показателей на производительность бурения
Выводы по главе
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ПРИ КОЛОНКОВОМ БУРЕНИИ СКВАЖИН ВО ЛЬДУ
3.1. Методика планирования и обработки результатов экспериментальных исследований
3.2. Исследование влияния геометрических характеристик коронки на процесс разрушения льда
3.2.1. Методика экспериментальных исследований процесса механического колонкового бурения льда
3.2.2. Результаты экспериментальных исследований процесса резания льда
3.3. Исследования работы системы удаления и сбора шлама
3.4. Исследования процесса движения бурового снаряда в залитой скважине
3.4.1. Методика стендовых исследований процесса движения бурового снаряда в залитой скважине
3.4.2. Исследование влияния различных факторов на скорость спуско-подъемных операций и производительность бурения
Выводы по главе
4. ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДИКИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ КОЛОНКОВОГО ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОГО БУРОВОГО СНАРЯДА НА ГРУЗОНЕСУЩЕМ КАБЕЛЕ И КОМПЛЕКТА ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ
4.1. Обоснование конструктивной схемы колонкового электромеханического снаряда на грузонесущем кабеле
4.2. Колонковый узел
4.3. Приводной узел
4.4. Распорное устройство
4.5. Обоснование и разработка системы управления и контроля работы бурового снаряда
Выводы по главе

напряжений в случае небазисного скольжения. При достаточно больших размерах исследуемого образца лед можно рассматривать как изотропное тело, поведение которого может быть охарактеризовано следующими константами: модулем Юнга Е, модулем сдвига С, модулем всестороннего сжатия К и коэффициентом Пауссона р. Все эти характеристики связаны между собой известными зависимостями /31/.
Различают модуль упругости при однократном нагружении Е, модуль упругости при многократном нагружении Ен и динамический модуль упругости Ед, которые связаны между собой следующим соотношением:
Е>Ен>Ед
Детально разработанные динамические методы определения модуля сдвига и модуля упругости основаны на том, что частоты собственных колебаний исследуемого образца (резонансные методы) или скорость звука в нем (импульсные методы) зависят от констант упругости [31].
По данным различных авторов (12) наиболее достоверными можно считать следующие значения констант упругости льда: Ед = 9 -103 МПа,
вд =(3,0ч-3,4) 103МПа, Л: = 9103МПа, // = 0,34.
Упругие константы льда являются в некоторой степени условными величинами. В отличие от металлов, для которых величина упругих констант не зависит от скорости нагружения [31], у льда наблюдается очень сильная зависимость величины упругих констант от скорости нагружения.
При любой деформации льда [44] определяющую роль играют процессы сдвига, которые начинаются одновременно с приложением нагрузки. В общей величине деформации доля упругой деформации в начальный момент кратковременного нагружения меньше, чем в последующем, то есть лед не является линейно упругим материалом и не подчиняется закону Гука.