Склад та будова гірських порід. Магматичні гірські поріди. Осадові гірські поріди. Метаморфічні гірські поріди. Кристалічні осадові породи. Уламкові осадові породи. Структура та текстура гірських порід. Неоднорідність осадових гірських порід. Фізичні показники дисперсних гірських порід. Загальні закони механіки ґрунтів. Стисливість дисперсних гірських порід. Поняття про опір зрушенню. Закон Кулона. Граничний опір зрушенню ґрунтів. Інші лабораторні випробування показників міцності. Напруження та деформації в пружній області деформування. Напружений стан в точці. Універсальний закон Гука. Напруження і деформації в пластичній області деформування. Сучасні теорії міцності. Класичні теорії міцності. Третя теорія міцності. Одноосний розтяг. Одноплощинне зрушення. Згин зразків гірської породи. Метод роздавлювання циліндричних зразків рівномірно розподіленим навантаженням. Показники механічних властивостей гірських порід. Пружний гістерезіс. Релаксація та повзучість. Стале руйнування твердих тіл. Масштабний фактор при визначенні властивостей гірських порід. Енергетичні закони руйнування крихких тіл. Пружні властивості гірських порід. Коефіцієнт Пуассона. Модуль деформації при зрушенні. Міцність гірських порід при простих видах деформації. Показники міцності скельних гірських порід. Міцність гірських порід на одноосьовий стиск. Міцність гірських порід на одноосьовий розтяг. Характеристики деформативності гірських порід. Гірський тиск. Геостатичний або повний гірський тиск. Пластовий тиск. Коефіцієнт об’ємного стиснення. Модуль об’ємної деформації при стисненні. Нерівномірне всебічне стиснення. Сталі деформації. Крихке руйнування. Пластичні зрушення (плинність). Межа міцності гірської породи. Умови стійкості стовбура свердловини. Гідророзрив пласта. Основні схеми взаємодії долота з гірською породою. Руйнування гірських порід при бурінні. Напружений стан в гірських породах при вдавлюванні. Вплив різних факторів на деформування та руйнування гірських порід при вдавлюванні. Режим зношення інструмента. Циклічна взаємодія елементів озброєння шарошечних доліт. Основні відомості про режим роботи породоруйнуючого інструмента. Схеми зношення гірської породи та металу. Абразивність гірської породи. Поняття про області спрацювання металів і показники абразивності порід. Взаємозв’язок між швидкістю абразивності і характеристиками руйнування гірської породи. Механізм абразивного спрацювання сталі при терті об гірські породи і в процесі їх руйнування. Ударно – абразивне спрацювання. Класифікація осадових гірських порід по абразивності. Вплив середовища на абразивність сталі. Особливості абразивного спрацювання твердого сплаву. Спрацювання металів роздробленими гірськими породами. Показники буримості. Взаємозв’язок буримості порід з показниками їх механічних властивостей.
Третій рік, осінь – 6 кредитів, екзамен
Перелік дисциплін, які є передумовою вивчення курсу:
- 103ГОК11 Загальна геологія з основами геоморфології
- 103ГОК13 Основи гідрогеології та інженерної геології
- 103ГОК27 Основи буріння свердловин
Перелік дисциплін, для яких курс є передумовою:
- 103ГОК20 Геологорозвідувальна справа
- 103ГОК26 Нафтогазопромислова геологія
- 103ГВБ8.1 Теоретичні основи гідродинамічного моделювання
- 103ГВБ11.2 Основи інтенсифікації видобування вуглеводнів
Тема 1. Склад та будова гірських порід. Склад та будова гірських порід. Магматичні гірські поріди. Осадові гірські поріди. Метаморфічні гірські поріди. Кристалічні осадові породи. Уламкові осадові породи. Структура та текстура порід. Неоднорідність осадових порід.
Тема 2. Методи руйнування гірських порід. Методи руйнування гірських порід і засоби буріння свердловин. Енергія, що реалізує руйнування гірської породи. Методи руйнування гірських порід. Механічний, електрофізичний і термічний методи руйнування Гірських порід. Метод механічного руйнування за допомогою породоруйнуючих інструментів.
Тема 3. Фізико-механічні властивості дисперсних порід. Фізичні показники дисперсних гірських порід. Загальні закони механіки ґрунтів. Стисливість дисперсних гірських порід. Поняття про опір зрушенню. Закон Кулона. Граничний опір зрушенню ґрунтів. Інші лабораторні випробування показників міцності.
Тема 4. Теорії міцності та деякі особливості деформування і руйнування реальних твердих тіл. Напруження та деформації в пружній області деформування. Напружений стан в точці. Універсальний закон Гука. Напруження і деформації в пластичній області деформування. Умова Трена СенВенана. Умова Мізеса. Сучасні теорії міцності. Класичні теорії міцності. Третя теорія міцності. Теорія Губерта – Мізеса – Генкі. Теорія міцності Мора.
Тема 5. Механічні випробування мінералів та гірських порід. Механічні випробування мінералів та гірських порід. Одноосне стиснення. Одноосний розтяг. Одноплощинне зрушення. Згин зразків гірської породи. Метод роздавлювання циліндричних зразків рівномірно розподіленим навантаженням. Показники механічних властивостей гірських порід.
Тема 6. Особливості поведінки мінералів при деформуванні. Твердість мінералів. Пружний гістерезіс. Релаксація та повзучість. Стале руйнування твердих тіл. Масштабний фактор при визначенні властивостей гірських порід. Енергетичні закони руйнування крихких тіл. Закон Ріттингера. Закон Кірпичева. Твердість мінералів.
Тема 7. Напружений стан гірських порід в природному стані. Напружений стан гірських порід в земній корі. Вертикальні напруження. Рівномірне всебічне стиснення. Гірський тиск. Геостатичний або повний гірський тиск. Пластовий тиск. Основні схеми лабораторного вивчення руйнування і деформування гірських порід. Схема Кармана. Схема Бокера. Полий циліндр.
Тема 8. Особливості руйнування гірських порід в умовах нерівномірного всебічного стиснення. Нерівномірне всебічне стиснення. Сталі деформації. Крихке руйнування. Пластичні зрушення (плинність). Границя текучості. Межа міцності гірської породи. Зміна процесу пластичного деформування.
Тема 9. Напружений стан гірських порід навколо свердловини що буриться. Фактори, які негативно впливають на стійкість гірських порід стінок свердловини. Пружне розподілення напруг. Пружне розподілення по горизонтальному напрямку від осі свердловини. Гідродинамічні коливання тиску в свердловині. Принцип незалежності дії сил. Умови стійкості стовбура свердловини. Гідророзрив пласта.
Тема 10. Основні поняття про Абразивність гірських порід. Поняття про показники абразивності металів та гірських порід. Зношення деталей або інструменту в процесі роботи. Характер інтенсивності або швидкість зносу. Вид і властивості поверхонь взаємодії. Абразивність гірської породи. Режим зношення інструмента. Циклічна взаємодія елементів озброєння шарошечних доліт. Основні відомості про режим роботи породоруйнуючого інструмента. Поняття про області спрацювання металів і показники абразивності порід. Взаємозв’язок між швидкістю абразивності і характеристиками руйнування гірської породи. Механізм абразивного спрацювання сталі при терті об гірські породи і в процесі їх руйнування. Ударно – абразивне спрацювання. Класифікація осадових гірських порід по абразивності. Вплив середовища на абразивність сталі. Особливості абразивного спрацювання твердого сплаву. Спрацювання металів роздробленими гірськими породами.
Тема 11. Буримість гірських порід. Вплив середовища на буримість гірських порід. Показники буримості. Взаємозв’язок буримості порід з показниками їх механічних властивостей. Вплив глибини залягання порід на буримість гірських порід. Механізм впливу рідини в свердловині на буримість порід. Механізм впливу тиску в свердловині на руйнування порід при вдавлюванні. Принципи будування розрізу свердловини по буримості гірських порід.
Практичне заняття №1. Напруження і деформації в пружній та пластичній області деформування.
Практичне заняття №2. Міцність гірських порід.
Практичне заняття №3. Реологічні властивості гірських порід.
Практичне заняття №4. Визначення тиску від власної ваги гірської породи та бічного тиску гірської породи в геологічній виробці.
Практичне заняття №5. Буримість гірських порід.
Лабораторне заняття №1. Прискорені компресійні випробування дисперсної гірської породи.
Лабораторне заняття №2. Випробовування дисперсної гірської роботи методом одноплощинного зрушення.
Лабораторне заняття №3. Визначення коефіцієнта кріпкості за Протид’яконовим.
Лабораторне заняття №4. Метод одноосного стискування зразків правильної форми плоскими плитами.
Лабораторне заняття №5. Визначення межі міцності при згинанні зразка породи.
Лабораторне заняття №6. Руйнування циліндричних зразків стисненням по утворюючим.
Лабораторне заняття №7,8. Визначення показників механічних властивостей гірської породи в умовах трьохосьового стиснення.
Лабораторне заняття №9,10. Суміщені випробування зв’язного ґрунту методами пенетрації та обертального зрушення.
Лабораторне заняття №11. Визначення початкового модуля деформації гірської породи.
Лабораторне заняття №12. Визначення коефіцієнта Пуассона скельної гірської породи.
Лабораторне заняття №13. Випробування гірської породи на твердість.
Лабораторне заняття №14. Визначення показників абразивності металу та гірської породи.
Лабораторне заняття №15. Визначення структури, текстури, мінерального складу гірських порід.