Теоретические вопросы для зачета по дисциплине Механика сплошной среды

• Название: Теоретические вопросы для зачета по дисциплине Механика сплошной среды
• Дата: 30.05.2018
• Размер: 54.33 Kb.
• Имя файла: ???????? ???????_???.docx
• Тип: Документы; #45467

Теоретические вопросы для зачета

по дисциплине «Механика сплошной среды»

1. 
   Общие определения механики сплошной среды. Основные положения
   
2. 
   Основные области и разделы механики сплошной среды
   
3. 
   Гипотеза сплошности
   
4. 
   Области и разделы механики сплошной среды
   
5. 
   Основные задачи механики сплошных сред в нефтегазовой отрасли. Инструментарий МСС.
   
6. 
   Основы течения сред. Типы жидкостей. Реологические уравнения
   
7. 
   Задачи кинематики сплошной среды.
   
8. 
   Способы описания движения жидкости. Способ Лагранжа. Способ Эйленра.
   
9. 
   Скалярные и векторные поля. Индивидуальная и местная производная по времени.
   
10. 
    Производная по направлению. Конвективная производная
    
11. 
    Характеристики движения сплошной среды
    
12. 
    Элементы теории напряжений
    
13. 
    Элементы теории деформаций
    
14. 
    Элементы термодинамики
    
15. 
    Элементы тепло - и массообмена
    
16. 
    Дифференциальные уравнения потока жидкости
    
17. 
    Уравнение энергии
    
18. 
    Уравнение сохранения количества движения
    
19. 
    Уравнение сплошности
    
20. 
    Уравнение состояния
    
21. 
    Базовые задачи гидромеханики при промывке и цементировании скважин (ламинарные, турбулентные режимы течения)
    
22. 
    Течение в щелевом канале ньютоновской жидкости
    
23. 
    Течение в щелевом канале неньютоновской жидкости Шведова - Бингама
    
24. 
    Течение в щелевом канале степенная модель движения неньютоновской жидкости
    
25. 
    Течение в кольцевом канале ньютоновской жидкости
    
26. 
    Течение в кольцевом канале неньютоновской жидкости Шведова - Бингама
    
27. 
    Течение в кольцевом канале степенная модель движения неньютоновской жидкости
    
28. 
    Течение в круглой трубе ньютоновской жидкости
    
29. 
    Течение в круглой трубе неньютоновской жидкости Шведова - Бингама
    
30. 
    Течение в круглой трубе степенная модель движения неньютоновской жидкости
    
31. 
    Гидромеханика сред при спускоподъемных операциях колонны труб в скважине
    
32. 
    Структурное вытеснение неньютоновской жидкости Шведова – Бингама при движении колонны труб
    
33. 
    Изменение забойного давления при спускоподъемных операциях в скважине
    
34. 
    Допустимая скорость при спускоподъемных операциях в скважине
    
35. 
    Влияние проницаемости стенки скважины на гидравлические потери для ламинарного течения жидкости Шведова – Бингам
    
36. 
    Влияние конфигурации сечения на течение жидкости в скважине
    
37. 
    Снижение гидравлических потерь при эксцентричном расположении колонны труб
    
38. 
    Типовые задачи гидравлического удара в скважине
    
39. 
    Задачи гидравлического удара в скважине
    
40. 
    Необходимые и достаточные условия очистки скважины от шлама
    
41. 
    Задачи гидростатики при всплытии газовой шапки в скважине
    
42. 
    Свойства нагруженных тел
    
43. 
    Мгновенные уравнения состояния
    
44. 
    Кривая «напряжение-деформация»
    
45. 
    Классификация типов деформации горных пород
    
46. 
    Характеристик предельного состояния твердых упругих тел
    
47. 
    Критерии прочности
    
48. 
    Поровое давление и его влияния на напряженное состояние в пласте
    

Примеры расчетно-практических заданий для контрольных работ,

зачета (различные темы)

• 
  Сформулируйте и запишите основные положения механики сплошной среды. Подходы к решению задач МСС.
  
• 
  Дайте определение – сплошная среда. Обоснуйте возможность применения гипотезы сплошности для расчета прикладных задач механики сплошных сред
  

• 
  Что такое кинематика сплошной среды. Какие существуют подходы к описанию движения сред. Их применение для описания движения потоков жидкости в технологических операциях бурения и добычи углеводородов.
  
• 
  Напишите уравнения сохранения энергии. Дайте интерпретацию составляющих. Физический и энергетический смысл. Возможные виды записи уравнений для различных случаев.
  
• 
  Напишите уравнения неразрывности (сплошности). Дайте интерпретацию составляющих. Физический и энергетический смысл. Возможные виды записи уравнений для различных случаев.
  
• 
  Напишите уравнения сохранения количества движения. Дайте интерпретацию составляющих. Физический и энергетический смысл. Возможные виды записи уравнений для различных случаев.
  
• 
  Напишите уравнения состояния. Дайте интерпретацию составляющих. Физический и энергетический смысл. Возможные виды записи уравнений для различных случаев.
  
• 
  Приведите основные положения теории напряжения и теории деформации. Напишите уравнение состояния тела для различных моделей предельных состояний.
  
• 
  Приведите периметры расчета задач при промывке и цементировании скважин.
  
• 
  Приведите алгоритм решения задачи о ламинарном и турбулентном течении жидкостей в щелевом канале.
  
• 
  Приведите алгоритм решения задачи о ламинарном и турбулентном течении жидкостей в кольцевом канале.
  
• 
  Приведите алгоритм решения задачи о ламинарном и турбулентном течении жидкостей в круглой трубе.
  
• 
  Приведите алгоритм решения задачи о изменении забойного давления при спускоподъемных операциях в скважине.
  
• 
  Приведите зависимости по оценке влияния проницаемости стенки скважины на гидравлические потери.
  
• 
  Приведите основные зависимости по оценке влияния конфигурации сечения на течение жидкости в скважине.
  
• 
  Назовите типовые задачи гидравлического удара в скважине. Приведите алгоритм решения этих задач.
  
• 
  Приведите зависимости, характеризующие необходимые и достаточные условия очистки скважины от шлама.
  
• 
  Приведите основные зависимости для решения задач гидростатики при всплытии газовой шапки в скважине.
  
• 
  Запишите мгновенные уравнения состояния и критерии прочности.
  
• 
  Дайте определение деформационной кривой.
  
• 
  Приведите характеристики горных пород.
  
• 
  Что такое предельное состояние твердых упругих тел.
  
• 
  Оцените влияние порового давления и его влияния на напряженное состояние в пласте.
  

Найти величину суммарных гидравлических потерь при установившейся циркуляции бурового раствора по трубам и затрубном пространстве. Компоновка бурильной колонны состоит из утяжеленных бурильных труб (УБТ) и бурильных труб (БТ).

Последовательно вычисляются параметры в трубах

1. 
   Определяется средняя скорость потока
   

2. 
   Вычисляется параметр Сен-Венана для тубы
   

3. 
   Вычисляется обобщенный параметр Рейнольдса
   

4. 
   В зависимости от режима течения определяется коэффициент сопротивления
   

5. 
   Рассчитывается потери давления в трубе
   

Последовательно вычисляются параметры в затрубном пространстве

6. 
   Определяется средняя скорость потока
   

7. 
   Вычисляется параметр Сен-Венана для кольцевого канала
   

8. 
   Вычисляется обобщенный параметр Рейнольдса
   

9. 
   В зависимости от режима течения определяется коэффициент сопротивления
   

10. 
    Рассчитывается потери давления в затрубном пространстве
    

11. 
    Определяются суммарные гидравлические потери
    

Произвести расчет забойного давления при равномерном спуске и подъеме колонны труб в скважине с буровым раствором. Рассмотреть варианты спуска и подъема труб с открытым и закрытым низом. Определить силу сопротивления движению колонны.

1. 
   Вычисляется параметр Хедстрема
   

2. 
   Определяется критическая (максимальная) скорость спуска (подъема) колоны:
   

, принимаем .

3. 
   Вычисляется величину изменения забойного давления для случая спуска и подъема колоны труб: ,
   

здесь значение коэффициентов определится как: ; ; безразмерные радиусы ядра потока определятся:

;- низ закрыт; - низ открыт; .

Для случая спуска (подъема) колонны с закрытым низом:

.

4. 
   Сила сопротивления движению колонны определится как:
   

.
Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

1. 
   Учебно-методические материалы
   

Основная литература.

1. Липанов А.М. Теоретическая гидромеханика ньютоновских сред. – М.: Наука, 2011 – 551 c.

2. Рабинович Н.Р. Инженерные задачи механики сплошной среды в бурении. –М.: Недра, 1989. – 270 с.

3. Седов Л.И. Механика сплошной среды . –М.: Наука, 1970. Т.1.– 492 с.

4. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. – М.: Дрофа, 2003. – 840 с.

5. Басниев К.С., Дмитриев Н.М., Розенберг Г.Д. Нефтегазовая гидромеханика. Учебник для вузов. – М.-Ижевск: - Институт компьютерных исследований, 2005. – 544 с.

Дополнительная литература

1. Справочник по гидравлике /Под. ред. В.А. Большакова. – Киев, Вища школа,

1977. – 280 с.

2. Енотов В.М., Гливенко Е.В. Механика сплошной среды и ее применение в газонефтедобыче – М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2008. – 204 с.

3. Геологические основы разработки нефтяных месторождений. – М.: Недра, 1975.  – 534 с.7. Гиматудинов Ш.К. Физика нефтяного и газового пласта. – М.: Недра, 1971. – 309 с.

4. Амикс Д., Басе Д., Уайтинг Р, Физика нефтяного пласта. – М.: Гостоптехизтат, 1962. – 572 с.

5. Данилов В.Л., Кац Р. М. Гидродинамические расчеты взаимного вытеснения жидкостей в пористой среде. – М.: Недра, 1980. – 264 с.

6. Сидоров Н.А. Бурение и эксплуатация нефтяных и газовых скважин. – М.: Недра, 1982, - 376 с.