Тенденции развития способов разрушения горных пород

Черников, Михаил Игоревич Отделение нефтегазового дела (ОНД)
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

Объект исследования. Способы и инструменты разрушения горных пород. Цель работы. Обзор и анализ новых способов разрушения горных пород и соответствующего пород разрушающего инструмента. Результаты исследования. Выявление наиболее перспективных способов разрушения горных пород и вектор развития индустрии в целом.
Область применения. Технологии разрушения горных пород при бурении нефтяных и газовых скважин.

Содержание …………………………………………………………………………………………………… 4
Введение ……………………………………………………………………………………………………….. 6
1 История развития основных технологий и способов разрушения горных пород
в России и за рубежом …………………………………………………………………………………… 7
1.1 Истоки ведения буровых работ в мировой истории ………………………………… 7
1.2 Внедрение и развитие технологии бурения вращательным способом……… 9
1.3 Хронология развития породоразрушающего инструмента ……………………. 11
1.3.1 Бурение сплошным забоем …………………………………………………………….. 11
1.3.2 Развитие колонкового бурения, внедрение алмазов ………………………… 13
2 Способы разрушения горных пород при бурении скважин ………………………… 15
2.1 Механические способы разрушения горной породы …………………………….. 16
2.1.1 Породоразрушающие инструменты………………………………………………… 18
2.1.1.1 Классфикация породоразрушающих инструментов …………………… 19
2.1.1.2 Тенденции развития породоразрушающих инструментов………….. 20
2.2 Немеханические способы разрушения горных пород …………………………… 23
2.2.1 Термические способы разрушения горных пород……………………………. 24
2.2.1.1 Взрывной способ………………………………………………………………………. 25
2.2.1.2 Огнеструйный способ ………………………………………………………………. 27
2.2.1.3 Лазерный способ ………………………………………………………………………. 29
2.2.1.4 Плазменный способ ………………………………………………………………….. 32
2.2.1.5 Термомеханический способ ………………………………………………………. 37
2.2.1.6 Электротермо-механический способ …………………………………………. 39
2.2.2 Электрофизические способы разрушения горных пород …………………. 40
2.2.2.1 Ультразвуковой способ …………………………………………………………….. 40
2.2.2.2 Электрогидравлический способ ………………………………………………… 42
2.2.2.3 Электроимпульсный способ ……………………………………………………… 43
2.2.2.4 Электроимпульсно-механический способ …………………………………. 45
2.2.3 Гидродинамические способы разрушения горных пород ………………… 47
2.2.3.1 Гидромониторный способ…………………………………………………………. 47
2.2.3.2 Абразивно-ударный и гидромониторно-ударный способы ………… 48
2.2.3.3 Комбинированные гидродинамические и механические способы 49
2.2.4 Химические способы разрушения…………………………………………………… 51
3 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение……. 53
3.1 Применение методических и технологических решений ………………………. 53
4. Социальная ответственность ……………………………………………………………………. 62
4.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности ………. 62
4.1.1. Специальные (характерные для рабочей зоны исследователя)
правовые нормы трудового законодательства …………………………………………. 62
4.1.2 Организационные мероприятия при компоновке рабочей зоны ………. 63
4.2 Производственная безопасность ………………………………………………………….. 63
4.2.1 Анализ вредных производственных факторов, обоснование
мероприятий по защите персонала от их воздействия …………………………….. 63
4.2.1.1 Анализ показателей климата и метеоусловий на открытом воздухе
……………………………………………………………………………………………………………. 64
4.2.1.2 Повышенный уровень шума ……………………………………………………… 64
4.2.1.3 Повышенный уровень вибрации ……………………………………………….. 65
4.2.1.4 Повышенная загазованность воздуха рабочей среды …………………. 66
4.2.1.5 Недостаточная освещённость ……………………………………………………. 66
4.2.1.6 Повреждения в результате контакта с живыми организмами …….. 67
4.2.1.7 Физические и нервно-психические перегрузки………………………….. 67
4.2.2 Анализ опасных производственных факторов, обоснование
мероприятий по их устранении. ……………………………………………………………… 67
4.2.2.1 Движущиеся машины и механизмы, подвижные части
производственного оборудования ……………………………………………………….. 68
4.2.2.2 Электрический ток……………………………………………………………………. 68
4.2.2.3 Расположение рабочего места на значительной высоте, падение
предметов с высоты …………………………………………………………………………….. 70
4.2.2.4 Пожаровзрывоопасность…………………………………………………………… 71
4.3 Экологическая безопасность………………………………………………………………… 72
4.3.1 Анализ влияния процесса строительства скважины на
окружающую среду ……………………………………………………………………………….. 72
4.3.2 Обоснование решений по обеспечению экологической безопасности 73
4.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях …………………………………………….. 73
4.4.1 Анализ возможных ЧС, возникающих при строительстве скважин …. 73
4.4.2 Обоснование мероприятий по предупреждению и ликвидации ЧС….. 74
Заключение …………………………………………………………………………………………………. 75
Список литературы ……………………………………………………………………………………… 77
Приложение А …………………………………………………………………………………………….. 88
Abstract ……………………………………………………………………………………………………….. 89
Introduction ………………………………………………………………………………………………….. 89
1 Unconventional drilling methods ………………………………………………………………….. 90
1.1 Laser ……………………………………………………………………………………………………. 91
1.2 Laser Mechanical Bit …………………………………………………………………………….. 92
1.3 Stage of laser drilling …………………………………………………………………………….. 93
1.4 Spallation and Melting Zone Identified ……………………………………………………. 93
1.5 Method and Discussion ………………………………………………………………………….. 94
1.6 Change in physical properties of rock ……………………………………………………… 95
1.7 Laser Drilling and its advantages …………………………………………………………….. 97
1.8 Limitations of Laser Drilling ………………………………………………………………….. 98
Conclusion ……………………………………………………………………………………………………. 98
Приложение Б ……………………………………………………………………………………………. 100
Приложение В……………………………………………………………………………………………. 104
Приложение Г ……………………………………………………………………………………………. 105
Приложение Д……………………………………………………………………………………………. 109
Приложение Е ……………………………………………………………………………………………. 110

Потребность в развитии новой техники, новых высокоэффективных тех-
нологических процессов и оборудования, средств механизации и автоматизации,
без которых стал немыслим технический прогресс в бурении нефтяных и газовых
скважин, привело к исследованию и разработке целого ряда новых методов раз-
рушения твердых тел, основанных на различных механических и физических
принципах.
В настоящее время по всему миру разрабатываются новые месторожде-
ния, которые зачастую находятся в условиях сурового климата или имеют боль-
шую глубину залегания нефтеносных слоев. В связи с этим необходимы высоко-
технологичные способы разрушения горных пород, которые ускоряют процесс
бурения, повышают качество бурения и в то же время сохраняют невысокую се-
бестоимость работ.
В отечественной и зарубежной практике ведутся научно-исследователь-
ские и опытно-конструкторские работы в области создания новых методов буре-
ния, технологий, техники. К ним относятся углубление в горных породах с ис-
пользованием различных способов разрушения горных пород. Анализ методов
воздействия на горную породу свидетельствует о необходимости увеличения
подводимой к забою мощности.
Некоторые из разрабатываемых методов получают развитие в наши дни
и начинают использоваться, хотя и в незначительном объеме, зачастую на стадии
эксперимента.
Целью данной работы является проведение анализа различных способов
разрушения горных пород, с целью выявления наиболее перспективных из них.
Перечень задач для достижения целей рассматриваемой проблемы:
1) Обзор литературных источников.
2) Описание тенденций развития способов разрушения горных пород.
3) Обобщение результатов исследований перспективных способов.
1 История развития основных технологий и способов разрушения
горных пород в России и за рубежом

В аналитической выпускной квалификационной работе магистра была
поставлена цель – проанализировать тенденции развития способов разрушения
горных пород, произвести обзор и анализ новых способов разрушения и соответ-
ствующего породоразрушающего инструмента.
Для достижения поставленной цели, были рассмотрены открытия, изоб-
ретения и принципы развития технологий разрушения горных пород в хроноло-
гическом порядке с древних времён до настоящего времени.
Произведён обзор существующих способов разрушения горных пород, а
также перспективных технологий, которые находятся на этапе своего формиро-
вания. Выделены преимущества и недостатки каждого отдельно взятого способа,
а также определены наиболее благоприятные области применения перспектив-
ных немеханических и комбинированных способов разрушения горных пород.
На сегодняшний день способы механического разрушения горных пород
обеспечивают основной объем работ. Технико-экономический анализ современ-
ных способов бурения скважин показывает невозможность устранения целого
ряда присущих им принципиальных недостатков:
− низкий КПД (2–10 %);
− наличие сложных кинематических передач;
− быстроизнашивающийся и недостаточно надёжный породоразрушаю-
щий элемент;
− резкое уменьшение скорости разрушения с увеличением крепости раз-
рушаемых пород и диаметра скважин;
− высокая себестоимость работ и др.
В этой связи не ослабевает интерес как к совершенствованию традицион-
ных, так и к поиску и разработке принципиально новых способов рвзрушения
горных пород. Каждый отдельно взятый способ разрушения обладает как пре-
имуществами, так и определенными недостатками. Комбинируя, объединяя раз-
личные способы, получают новые.
Теоретическая значимость заключается в возможном использовании ос-
новных результатов данной работы в компаниях-недропользователях, а также в
исследовательских организациях.
Научная новизна заключается в разработке авторской классификации
способов разрушения горных пород, а также в выявлении благоприятных обла-
стей их применения.
Преимущества и недостатки, и наиболее благоприятные области приме-
нения перспективных немеханических и комбинированных способов разруше-
ния горных пород представлены в таблице Г.1, приложения Г.

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Последние выполненные заказы

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Татьяна С. кандидат наук
    4.9 (298 отзывов)
    Большой опыт работы. Кандидаты химических, биологических, технических, экономических, юридических, философских наук. Участие в НИОКР, Только актуальная литература (пос... Читать все
    Большой опыт работы. Кандидаты химических, биологических, технических, экономических, юридических, философских наук. Участие в НИОКР, Только актуальная литература (поставки напрямую с издательств), доступ к библиотеке диссертаций РГБ
    #Кандидатские #Магистерские
    551 Выполненная работа
    Евгения Р.
    5 (188 отзывов)
    Мой опыт в написании работ - 9 лет. Я специализируюсь на написании курсовых работ, ВКР и магистерских диссертаций, также пишу научные статьи, провожу исследования и со... Читать все
    Мой опыт в написании работ - 9 лет. Я специализируюсь на написании курсовых работ, ВКР и магистерских диссертаций, также пишу научные статьи, провожу исследования и создаю красивые презентации. Сопровождаю работы до сдачи, на связи 24/7 ?
    #Кандидатские #Магистерские
    359 Выполненных работ
    Яна К. ТюмГУ 2004, ГМУ, выпускник
    5 (8 отзывов)
    Помощь в написании магистерских диссертаций, курсовых, контрольных работ, рефератов, статей, повышение уникальности текста(ручной рерайт), качественно и в срок, в соот... Читать все
    Помощь в написании магистерских диссертаций, курсовых, контрольных работ, рефератов, статей, повышение уникальности текста(ручной рерайт), качественно и в срок, в соответствии с Вашими требованиями.
    #Кандидатские #Магистерские
    12 Выполненных работ
    Катерина В. преподаватель, кандидат наук
    4.6 (30 отзывов)
    Преподаватель одного из лучших ВУЗов страны, научный работник, редактор научного журнала, общественный деятель. Пишу все виды работ - от эссе до докторской диссертации... Читать все
    Преподаватель одного из лучших ВУЗов страны, научный работник, редактор научного журнала, общественный деятель. Пишу все виды работ - от эссе до докторской диссертации. Опыт работы 7 лет. Всегда на связи и готова прийти на помощь. Вместе удовлетворим самого требовательного научного руководителя. Возможно полное сопровождение: от статуса студента до получения научной степени.
    #Кандидатские #Магистерские
    47 Выполненных работ
    Дмитрий К. преподаватель, кандидат наук
    5 (1241 отзыв)
    Окончил КазГУ с красным дипломом в 1985 г., после окончания работал в Институте Ядерной Физики, защитил кандидатскую диссертацию в 1991 г. Работы для студентов выполня... Читать все
    Окончил КазГУ с красным дипломом в 1985 г., после окончания работал в Институте Ядерной Физики, защитил кандидатскую диссертацию в 1991 г. Работы для студентов выполняю уже 30 лет.
    #Кандидатские #Магистерские
    2271 Выполненная работа
    Екатерина Б. кандидат наук, доцент
    5 (174 отзыва)
    После окончания института работала экономистом в системе государственных финансов. С 1988 года на преподавательской работе. Защитила кандидатскую диссертацию. Преподав... Читать все
    После окончания института работала экономистом в системе государственных финансов. С 1988 года на преподавательской работе. Защитила кандидатскую диссертацию. Преподавала учебные дисциплины: Бюджетная система Украины, Статистика.
    #Кандидатские #Магистерские
    300 Выполненных работ
    Андрей С. Тверской государственный университет 2011, математический...
    4.7 (82 отзыва)
    Учился на мат.факе ТвГУ. Любовь к математике там привили на столько, что я, похоже, никогда не перестану этим заниматься! Сейчас работаю в IT и пытаюсь найти время на... Читать все
    Учился на мат.факе ТвГУ. Любовь к математике там привили на столько, что я, похоже, никогда не перестану этим заниматься! Сейчас работаю в IT и пытаюсь найти время на продолжение диссертационной работы... Всегда готов помочь! ;)
    #Кандидатские #Магистерские
    164 Выполненных работы
    Ольга Р. доктор, профессор
    4.2 (13 отзывов)
    Преподаватель ВУЗа, опыт выполнения студенческих работ на заказ (от рефератов до диссертаций): 20 лет. Образование высшее . Все заказы выполняются в заранее согласован... Читать все
    Преподаватель ВУЗа, опыт выполнения студенческих работ на заказ (от рефератов до диссертаций): 20 лет. Образование высшее . Все заказы выполняются в заранее согласованные сроки и при необходимости дорабатываются по рекомендациям научного руководителя (преподавателя). Буду рада плодотворному и взаимовыгодному сотрудничеству!!! К каждой работе подхожу индивидуально! Всегда готова по любому вопросу договориться с заказчиком! Все работы проверяю на антиплагиат.ру по умолчанию, если в заказе не стоит иное и если это заранее не обговорено!!!
    #Кандидатские #Магистерские
    21 Выполненная работа
    Олег Н. Томский политехнический университет 2000, Инженерно-эконо...
    4.7 (96 отзывов)
    Здравствуйте! Опыт написания работ более 12 лет. За это время были успешно защищены более 2 500 написанных мною магистерских диссертаций, дипломов, курсовых работ. Явл... Читать все
    Здравствуйте! Опыт написания работ более 12 лет. За это время были успешно защищены более 2 500 написанных мною магистерских диссертаций, дипломов, курсовых работ. Являюсь действующим преподавателем одного из ВУЗов.
    #Кандидатские #Магистерские
    177 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

    Верификация Черкашинской свиты Приобского месторождения
    📅 2020 год
    🏢 Санкт-Петербургский государственный университет
    Повышение надежности эксплуатации резервуаров путем внедрения новых конструктивных решений
    📅 2019 год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)