Здесь можно найти учебные материалы, которые помогут вам в написании курсовых работ, дипломов, контрольных работ и рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.
Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение оригинальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения оригинальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, РУКОНТЕКСТ, etxt.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии так, что на внешний вид, файл с повышенной оригинальностью не отличается от исходного.
Работа № 128123
Наименование:
Диплом Модернизация техники, используемой в горизонтально направленном бурении
Информация:
Тип работы: Диплом.
Добавлен: 30.11.2021.
Год: 2019.
Страниц: 72.
Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%
Описание (план):
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕ ЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Факультет Автомобильно-Дорожный Кафедра Наземных транспортно-технолог ческих машин
ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА
Обоснование параметров силовой установки машины для ГНБ
Работу выполнил обучающийся 1 НТТК-м2 Направление подготовки/специальн сть Наземные транспортно-технолог ческие комплексы Направленность (профиль)/специализа ия Автотранспортные средства, дорожные и строительные машины
Руководитель: доктор технических наук
Консультант: доктор технических наук
Допустить к защите
Санкт-Петербург 2020
Оглавление
Введение 3 1 Обзор литературы 5 1.1 Назначение наклонно направленных и горизонтальных 5 скважин 5 1.2 Область применения наклонно направленных и 11 горизонтальных скважин 11 1.3 Обзор техники для горизонтально направленного бурения 16 2 Объект и методы исследования 31 2.1 Анализ оборудования для разрушения крепких горных пород 31 2.2 Конструкция ударного механизма 43 3 Расчёты и аналитика 51 3.1 Моделирование 51 3.2 Выбор и обоснование параметров насоса 54 3.3 Обоснование выбора рукава РВД, пружины сжатия и активной массы 55 3.4 Результаты моделирования 60 Заключение 64 Список использованных источников 65
Введение
Актуальность темы исследования. После проведения анализа сферы применения горизонтально-направ енного бурения была выявлена необходимость в проведении ремонтно-восстановите ьных работ на поврежденных участках трубопроводов водопроводной и водоотводящей сетей. Горизонтально направленное бурение получило широкое применение в области строительства и эксплуатации подводных переходов. Способ строительства основан на процессах механизированной разработки береговых и русловых траншей. Время строительства при помощи горизонтально направленного бурения значительно сокращается при сравнении с традиционными методами. Помимо этого, ГНБ дает преимущество в сфере бестраншейной замены трубопроводов. Расширение области применения горизонтально направленного бурения для прокладки коммуникаций и бурения скважин для добычи полезных ископаемых создает новые помехи для качественной работы. Необходимость преодоления включений из пород высокой твердости, ставит под угрозу эффективное выполнение работ по заранее построенной траектории. Существующие ударные механизмы современных буровых установок формируют силовые импульсы нерациональной формы, не учитывающей свойства горной породы к сопротивлению для её разрушения. Такая форма силовых импульсов и кратковременность их воздействия на горную породу снижает глубину внедрения в нее коронки, формируя волну растяжения, разрушающую буровой инструмент. Целью работы является изучение и модернизация техники, используемой в горизонтально направленном бурении, исследование формирователя силовых импульсов для работы с твердыми слоями пород. Объектом исследования технология и техника процесса горизонтально направленного бурения. Задачи: - провести оценку существующей литературы и патентов техники, используемой в процессе горизонтально направленного бурения; - провести анализ существующего оборудования для разрушения твердых пород; - предложить схему и имитационную модель конструкции ударного механизма; - выполнить расчеты имитационной модели и проанализировать результаты; - разработать рекомендации по выбору и применению механизма для формирования силовых импульсов. Методы исследования. В ходе выполнения работы применялись методы статистики, комплексный анализ, системный подход, обобщения теоретических и экспериментальных исследований, применение оптимальных параметров, методы анализа, синтеза и построения моделей и систем, методы индукции и дедукции, алгоритмы адаптации, математическое моделирование работы системы формирования силовых импульсов. Научная новизна заключается в: 1) исследовании математической модели ударного механизма оборудования для горизонтально направленного бурения 2) предложение конструктивных параметров механизма, обеспечивающих эффективность работы 3) определение параметров необходимых для эффективного разрушения твердых пород. Структура и объем работы. Работа включает пояснительную записку, выполненную на листах формата А4 машинописным текстом, в объеме 76 страницы. Пояснительная записка содержит 30 рисунков, 1 таблицу, 26 источников литературы. Работа состоит из введения, 4 глав, заключения. ? 1 Обзор литературы
1.1 Назначение наклонно направленных и горизонтальных скважин
Развитие трубопроводных систем и коммуникационных сетей создает потребности в компактных установках горизонтально направленного бурения (далее ГНБ) для городской среды. С увеличением объема работ сумма инвестиций в данную технику также возрастает. Подрядчики хотят работать на небольших, маневренных и в то же время достаточно мощных установках. Важным фактором по поддержанию и расширению трубопроводной инфраструктуры по всему миру является сложной задачей. Традиционные методы замены и ремонта коммуникаций осуществляются открытым траншейным способом. Данный метод часто оказывается дорогостоящими и трудозатратным, особенно в условиях современной перегруженной городской инфраструктуры. Плотная застройка городов и развитие их инфраструктуры делает прокладку коммуникаций методом ГНБ все более актуальной, потому что открытый способ прокладки не всегда доступен. Высокая стоимость строительства траншей часто обусловлена необходимостью восстановления дорог, проездов и благоустройства прилегающей территории. Другие проблемы часто связаны с нарушением движения и повышенной опасностью для работников в зонах интенсивного движения. Чтобы преодолеть недостатки строительства траншей, государственная, коммунальная и строительная отрасли начали искать альтернативные методы замены и ремонта подземной инфраструктуры. Нехватка свободного пространства в мегаполисах, особенно в исторических центрах, которые очень плотно застроены. Подземные территории являются большим ресурсом. В ближайшее время будут созданы подземные города. Кроме метрополитена, инженерных коммуникаций это паркинги и транспортные тоннели, торговые центры и спортивные комплексы, хранилища библиотек и архивов, многоэтажные пересадочные узлы с различными службами... ? Заключение
В данной работе было предложено решение задач, связанных с работой установки для горизонтально направленного бурения в неблагоприятной среде твердых пород путем использования механического устройства способного в некоторой степени повысить как качество, так и эффективность работы установки. В результате проделанного анализа и исследования был решен ряд задач, и получены следующие результаты: - проведена оценка существующей литературы и патентов техники, используемой в процессе горизонтально направленного бурения; - проведена оценка и анализ основных производителей оборудования для горизонтально направленного бурения, наиболее широко представленных на рынке России; - предложена принципиальная схема модели ударного механизма для работы в неблагоприятных условиях; - получена математическая модель ударного механизма, составлены графические зависимости, отображающие основные параметры; - разработаны рекомендации по выбору и применению механизма формирования силовых импульсов в процессе работы комплекса для горизонтально направленного бурения. ? Список использованных источников
1. Рыбаков А.П. Основы бестраншейных технологий (теория и практика): Технический учебник-справочник – М.: ПрессБюро №1, 2005. – 304 с. 2. Willoughby D. Horizontal Directional Drilling (HDD): Utility and Pipeline Applications (Civil Engineering). 1 ed. – New York: McGraw-Hill Professional, 2005. –400 p. 3. Калинин А.Г., Никитин Б.А., Солодский К.М., Султанов Б.З. Бурение наклонных и горизонтальных скважин: Справочник; Под ред. А.Г. Калинина. – М.: Недра, 1997. – 648 с. 4. Саруев Л.А., Шадрина А.В., Саруев А.Л., Васенин С.С., Пахарев А.В. Перспективы развития технологии и техники горизонтальнонаправл нного бурения пилотных скважин для бестраншейной прокладки трубопроводов // Известия Томского политехнического университета. – Томск. №4, 2019. – с. 89-97. 5. Казанцев А.А., Саруев Л.А., Повышение эффективности вращательноударного бурения скважин малых диаметров: монография. – Томск: Издательство Томского политехнического университета, 2011. – 113 с. 6. Шадрина А.В., Саруев Л.А., Саруев А.Л. Разработка новых соединений труб для бурения опережающих скважин при проходке тоннелей и прокладке в них газонефтепроводов // Нефтяное хозяйство. – 2011. – № 2. – с. 35-36. 7. Stangl G.A., Levings R.B. Horizontal Directional Drilling (HDD) systems for pilot bore drilling in mixed soil conditions and rock // Proc. of 30 International No-dig Conference and Exhibition. – No-Dig Sao Paulo, 2012. – p. 205-212. 8. Najafi M. Trenchless Technology Pipeline and Utility Design. Construction and Renewal. – Michigan: McGraw*Hill, 2005. – 489 p. 9. Данилов Б.Б. Пути совершенствования технологий и технических средств для бестраншейной прокладки коммуникаций // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. – 2007. № 2. – с. 69-75. 10. Дерюшева В.Н. Модели пневмогидравлическог ударного узла с учетом свойств формирователя импульса и нагрузки: автореферат канд. техн. наук. – Томск, 2009. – 19 с. 11. Шадрина А. В. Теоретические и экспериментальные исследования волновых процессов в колонне труб при бурении скважин малого диаметра из подземных горных выработок: Дисс. … доктора технических наук: спец. 25.00.14/ А. В. Шадрина; Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ); науч. конс. Л. А. Саруев. – Защищена 05.09.2014 г. – Томск: 2014. 12. Александров, Е. В. Исследование взаимодействия инструмента и горной породы при ударном разрушении [Текст] / Е. В. Александров, В. Б. Соколинский.– М.: ИГД им. А.А. Скачинского. – 1965. – 46 с. 13. Алимов, О. Д. Распространение волн деформаций в ударных системах[Текст] / О. Д. Алимов, В. К. Манжосов, В. Э. Еремьянц. – Фрунзе: Илим 1978. –196 с. 14. Алимов, О. Д. Метод расчета ударных систем с элементами различной конфигурации [Текст] / О. Д. Алимов, В. К. Манжосов, В. Э. Еремьянц. Фрунзе: Илим, 1981. – 72 с. 15. Андреев, В. Д. Расчет передачи энергии ударного импульса через инструмент в породу [Текст] / В. Д. Андреев // Горный породоразрушающий инструмент. – Киев: Техника, 1969. – С. 71 – 79. 16. Авторское свидетельство. 727419. Гидравлический силовой механизм / В.Ф. Горбунов, П.Я. Крауиньш, Л.А, Саруев, В.А. Барашков // Бюл. № 14. – 1980. 17. Батуев Г. С. Инженерные методы исследования ударных процессов /Г. С. Батуев, Ю. В. Голубков, А. К. Ефремов, А. А. Федосов. – М.:Машиностроение, 1977. – 240 с. 18. Буровое оборудование // Режим доступа: >19. Гандер В., Гржебичек И. Решение задач в научных вычислениях с применением Maple и MATLAB. –М: Изд-во «Вассамедина», 2005. – 520 с 20. Дворников, Л. Т. Исследование влияния длительности и амплитуды ударного импульса на эффективность процесса бурения [Текст] / Л. Т. Дворников, Б. Т. Тагаев // Тр. ФПИ. Фрунзе. – 1977. – Вып. 104. – С. 62 – 69. 21. Жуков И.А. Модернизация конструкций бойков погружных пневмоударников // Journal of Advanced Research In Technical Science. – 2016. –№3. – С. 76-80. 22. Коткин, Г. Л., Черкасский В. С. Компьютерное моделирование физических процессов с использованием MATLAB: Учебное пособие. –Новокузнецк: Кузбассвузиздат, 2004. – 376 с. 23. Импульсные технологии и гидравлические ударные механизмы : учеб. пособие для вузов /Л.С. Ушаков. – Орел: ОрелГТУ, 2009. – 249 c. 24. Новосельцева М. В. Исследование системы формирования и передачи импульса для разрушения горной породы / М. В.Новосельцева; науч. рук. Л. А. Саруев, Е. Н. Пашков // Проблемы научно-технического прогресса в бурении скважин – Томск: Изд-во ТПУ, 2014. – С. 405 –409. 25. Горбунов, В. Ф. Импульсный гидропривод горных машин / В. Ф.Горбунов, А. Г. Лазуткин, Л. С. Ушаков ; [отв. ред. М. С. Сафохин]. Новосибирск Наука, Сиб. отд-ние, 1986. – 195 с. 26. Нескоромных В.В. Теоретические и экспериментальные исследования основ механики разрушения горных пород в процессе формирования стволов скважин заданного направления и кривизны: Автореф. дис. докт. техн. наук. – Иркутск, 1998. – 38 с. 27.Новосельцева М. В. Имитационное моделирование гидроимпульсного механизма в MATLAB / М. В. Новосельцева, И. А. Массон // Современное состояние и проблемы естественных наук: сборник трудов II Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов – Томск: Изд-во ТПУ, 2015. – С. 302-305. 28.Рындин В.П. Определение энергетических параметров и совершенствование динамики ударных систем бурильных машин: Диссертация докт. техн. наук. – Кемерово, 2005. – 330 с. 29.Сулакшин С.С. Разрушение горных пород при проведении геологоразведочных работ: учебник / С.С. Сулакшин, П.С. Чубик; Томский политехнический университет. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2011. – 367 с. 30.Белов А.И. Исследование динамики бурильных машин ударного действия и разработка гидравлического вибродемпфирующего устройства. Автореф. дис. канд. техн. наук. - Томск., 1982. - 19 с.; 31.Саруев А.Л. Результаты экспериментальных исследований передачи силовых импульсов по ставам буровых штанг. Совершенствование методов поиска и разведки, технологии добычи и переработки полезных ископаемых: Тез. докл. Всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. КГАЦМиЗ. - Красноярск: Издво. КГАЦМиЗ, 1999. - С. 31; 32.Шелковников И.Г. Использование энергии удара в процессах бурения. М.: Недра, 1977. - 160 с.; 33.Алимов О.Д. Влияние параметров ударного импульса на эффективность разрушения горной породы / О.Д. Алимов, А.Ф. Лисовский // Физикотехнические проблемы разработки полезных ископаемых. – 1973. – №5. – С. 62-64. 34.Алимов О.Д. Исследование эффективности формы ударного импульса привращательно-ударн м бурении шпуров / О.Д. Алимов, И.Д. Шапошников, Л.Т. Дворников // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. – 1971. – №5. 35.Ветюков М.М. Теоретические расчеты параметров ударных систем «поршень-боёк-штанга / М.М. Ветюков, Д.А. Юнгмейстер, В.А. Пивневи др. // Горный информационно-аналити еский бюллетень. – 2010. – №7. – С. 329-330. 36.Гилёв А.В. Моделирование ударных нагрузок при бурении сложноструктурных горных массивов / А.В. Гилёв, А.О. Шигин //Фундаментальные исследования. – 2012. – №11-1. – С. 120-123. 37.СТО НОСТРОЙ 2.27.17-2011 Прокладка подземных инженерных коммуникаций методом горизонтального направленного бурения. – М.: Национальное объединение строителей, 2011. – 145 с. 38.Bennett D. Horizontal Directional Drilling Good Practices Guidelines, Liverpool, NY: North American Society for Trenchless Technology, 2008. – 118 p. 39.Подземные горизонты// Режим доступа: index.php/arkhiv/podz mnye-gorizonty. 40.Горизонтально направленное бурение (ГНБ) — технология, методы, оборудование// Режим доступа: tehnologii/gnb. 41.Еремьянц В.Э. Влияние формы ударного импульса на процесс взаимодействия инструмента с обрабатываемой средой / В.Э. Еремьянц. – Фрунзе: Илим, 1981. – 60 с. 42.Казанцев А.А. Повышение эффективности передачи энергии ударных импульсов по ставу штанг при бурении скважин малых диаметров: автореф. дисс. кан. тех. наук. / Казанцев Антон Александрович. –Кемерово, 2009. – 19 с. 43.Крауиньш П.Я. Формирование ударного импульса в зависимости от исполнения промежуточной полости пневмогидравлическог ударного узла/ П.Я. Крауиньш, В.Н. Дерюшева // Известия Томского политехнического университета. – 2009. – №315(2). – 178-182. 44.Злотникова Л.Г. Финансовый менеджмент в нефтегазовых отраслях: учебник. – М.: Нефть и газ, 2005. – 452 с. 45.Менеджмент: учебник / В. Р. Веснин. – 4-е изд., перераб. и доп. – Москва: Проспект, 2012. – 613 с.
* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.
