Określ na podstawie tabeli, przy jakich średnicach dysz w świdrze trójdyszowym uzyskana zostanie prędkość wypływu płuczki z dysz świdra równa 100 m/s, jeśli strumień objętości wypływającej płuczki wiertniczej wynosi 0,0285 m3/s.
A. 15 mm, 15 mm, 16 mm
B. 11 mm, 11 mm, 11 mm
C. 15 mm, 15 mm, 15 mm
D. 10 mm, 11 mm, 11 mm
Pytanie z egzaminu CKE, styczeń 2016 (arkusz M.08-X-16.01).
Odpowiedź "11 mm, 11 mm, 11 mm" jest prawidłowa, ponieważ obliczenia oparte na równaniu ciągłości przepływu wskazują, że dla uzyskania prędkości wypływu płuczki wynoszącej 100 m/s przy strumieniu objętości 0,0285 m³/s, wymagana jest odpowiednia średnica dysz. Aby to obliczyć, najpierw musimy znaleźć pole przekroju poprzecznego dysz, korzystając ze wzoru A = Q/v, gdzie A to pole przekroju, Q to strumień objętości, a v to prędkość wypływu. Z tych obliczeń wynika, że pole przekroju poprzecznego musi być około 0,000285 m². Szukając średnic dysz w tabelach, stwierdzamy, że trzy dysze o średnicy 11 mm mają pole ekwiwalentne, które odpowiada obliczonemu. W praktyce oznacza to, że zastosowanie takich średnic dysz w świdrze trójdyszowym pozwala na efektywne i wydajne prowadzenie prac wiertniczych, zgodne z najlepszymi standardami branżowymi, co ma kluczowe znaczenie dla wydajności i bezpieczeństwa operacji wiertniczych.
Odpowiedzi, które nie obejmują dysz o średnicy 11 mm, wskazują na błędy w analizie wymagań dotyczących przepływu płuczki. Dysze o średnicy 15 mm, mimo większej powierzchni przekroju, nie są w stanie uzyskać wymaganej prędkości wypływu przy zapotrzebowaniu na strumień objętości 0,0285 m³/s. Użytkownik może sądzić, że większa średnica poprawi przepływ, jednak prowadzi to do obniżenia prędkości wypływu poniżej wymaganego poziomu 100 m/s, co może skutkować słabszą efektywnością chłodzenia i oczyszczania wiertła. Z kolei odpowiedzi wskazujące na kombinacje średnic 10 mm i 11 mm, pomimo różnorodności, również nie dostosowują się do równania ciągłości przepływu. Utrzymując dysze o mniejszej średnicy, ilość płuczki wypływającej z dysz nie zaspokoi wymogu strumienia objętości, co może wpłynąć na jakość i efektywność operacji wiertniczej. Kluczowym błędem myślowym jest zrozumienie, że na wydajność nie wpływa tylko średnica dyszy, ale również odpowiedni dobór średnic, aby uzyskać wymaganą prędkość wypływu, co jest niezbędne do prawidłowego funkcjonowania systemu wiertniczego.