Kwalifikacja: GIW.13 - Organizacja i prowadzenie prac wiertniczych
Zawód: Technik wiertnik
Jakie są naprężenia rozciągające w przewodzie wiertniczym na końcu otworu, jeżeli długość tego przewodu wynosi 2 000 m, pole powierzchni przekroju poprzecznego 30 cm2, a ciężar jednostkowy wynosi 300 N/m?
Odpowiedzi
Informacja zwrotna
Wynik 200 000 kN/m2 jest prawidłowy, ponieważ można go uzyskać, stosując wzór na naprężenia rozciągające w przewodzie wiertniczym. Naprężenie (σ) obliczamy według wzoru: σ = F / A, gdzie F to siła działająca na przewód, a A to pole przekroju poprzecznego. W przypadku przewodu wiertniczego jego ciężar jednostkowy wynosi 300 N/m, co oznacza, że dla długości 2000 m całkowita siła ciężaru przewodu wynosi F = 300 N/m * 2000 m = 600 000 N. Pole przekroju poprzecznego wynosi 30 cm², co przeliczone na m² daje 0,003 m². Podstawiając te wartości do wzoru, otrzymujemy σ = 600 000 N / 0,003 m² = 200 000 000 N/m², co po przeliczeniu na kN/m² daje 200 000 kN/m². Takie obliczenia są kluczowe w projektowaniu systemów wiertniczych, ponieważ pozwalają na określenie nośności materiałów oraz ich zdolności do przenoszenia obciążeń. W praktyce inżynieryjnej, znajomość naprężeń rozciągających jest istotna dla zachowania bezpieczeństwa i efektywności operacji wiertniczych, a także do określenia wymagań dotyczących materiałów.
Odpowiedzi 2000 kN/m2, 1800 kN/m2 oraz 18 000 kN/m2 są błędne, ponieważ wyniki te nie uwzględniają prawidłowego obliczenia naprężeń rozciągających w przewodzie wiertniczym. Kluczowym błędem, który często występuje, jest niewłaściwe oszacowanie siły działającej na przewód. Użytkownicy mogą nie dostrzegać, że ciężar jednostkowy przewodu, pomnożony przez jego długość, daje całkowitą siłę, która musi być podzielona przez pole przekroju poprzecznego. Przykładowo, aby uzyskać naprężenia rozciągające, należy zawsze stosować wzór σ = F/A. W przypadku podania błędnych wartości dla F, co się zdarza, można otrzymać znacznie niższe wyniki naprężeń, jak te wskazane w błędnych odpowiedziach. Kolejnym istotnym aspektem jest przeliczenie jednostek. Przechodzenie z N/m² do kN/m² wymaga podziału przez 1000, co również może prowadzić do błędnych konkluzji w obliczeniach. Warto przypomnieć, że w praktyce inżynieryjnej błędne oszacowanie naprężeń może prowadzić do niewłaściwego doboru materiałów, co z kolei wpływa na bezpieczeństwo całej konstrukcji. W związku z tym kluczowe jest, aby zrozumieć i poprawnie stosować zasady obliczeniowe, a także zachować ostrożność przy przeliczaniu jednostek oraz przy analizie zdolności nośnych materiałów w kontekście ich zastosowania w warunkach rzeczywistych.