Введение. к практическим работам

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к практическим работам

по курсу «Механика сплошной среды»

Новочеркасск 2006

УДК 622.244 (076.5)

ББК 33.1я 73

Т 66

Рецензент – д-р геол.–минер. наук И.А. Богуш

Третьяк А.Я., Рыбальченко Ю.М., Вейсман А.Д.

Т 66 Методические указания к практическим работам по курсу «Механика сплошной среды» / Юж.-Рос. гос. техн. ун-т. – Новочеркасск: ЮРГТУ, 2006. - 48 с.

Приведена методика решения основных задач механики сплошной среды применительно к сооружению нефтяных и газовых скважин, а также их эксплуатации. Содержатся варианты заданий и методика проведения расчетов по основным темам дисциплины.

Предназначены для студентов II курса специальности 130504 «Бурение нефтяных и газовых скважин» всех форм обучения.

УДК 622.244 (076.5)

ББК 33.1я 73

©Южно-Российский государственный

технический университет, 2006

© Третьяк А.Я., Рыбальченко Ю.М.,

Вейсман А.Д., 2006

Введение

Механика сплошной среды – наука о движении газообразных, жидких и твердых, деформируемых тел. Газ, жидкость, твердое деформированное тело рассматриваются как среда, непрерывно (сплошным образом) заполняющая часть пространства, занятого телом, т.е. говорят, что является непрерывным КОНТИНУУМОМ. Эта идеализация необходима, в частности, для использования аппарата математического анализа.

В бурении представлен широкий спектр научных проблем по механике и физике, химии и физической химии. И все же определяющей служит механика. С позиции механики буровой и цементный растворы, горные породы и содержащиеся в них флюиды, материал из которых изготовлены бурильные и обсадные трубы, – сплошные среды. Поэтому их движение, деформирование, устойчивость и разрушение изучаются на основе законов гидромеханики, теории фильтрации, механики разрушения и других разделов механики сплошной среды.

Если твердые тела в бурении (бурильные и обсадные трубы, долота, металлические конструкции, канаты, валы, зубчатые и цепные передачи и др.) испытывают в процессе эксплуатации деформации растяжения – сжатия, сдвига, изгиба и кручения, то основной вид деформации для жидкостей и газов – течение.

В теоретической механике изучаются движения материальных точек и абсолютно твердого тела. В механике сплошной среды с помощью и на основе методов и данных, развитых в теоретической механике, рассматриваются движения тел с изменяющимися расстояниями между точками во время движения.

Механика сплошной среды возникла в связи с решением таких простейших задач, как установление закономерностей истечения жидкостей из сосудов, просачивания жидкости через грунт, прогиба балок, находящихся под нагрузкой, и т.д.

В настоящее время механику сплошной среды разделяют на две крупные области:

- механику жидкости и газа (гидромеханику);

- механику твердых деформируемых тел.

Гидромеханика включает в себя разделы:

- механика идеальной жидкости;

- механика вязкой, или ньютоновской жидкости;

- механика невязкой, или неньютоновской жидкости;

- механика турбулентных течений;

- механика фильтрационных течений;

Механика деформируемых тел состоит из:

- теории упругости;

- теории пластичности;

- теории ползучести;

- механики сыпучих тел;

- теории прочности и механики разрушения.

Практическое занятие № 1