Влияние давления струи теплоносителя на поверхность горной породы в процессе термического расширения скважины

Рейтинг:   / 0
ПлохоОтлично 

Authors:

А. И. Волошин, чл.-кор. Национальной академии наук Украины, доктор технических наук, профессор, orcid.org/0000-0002-5634-3198, Институт геотехнической механики имени М.С. Полякова НАН Украины, г. Днепр, Украина, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.; Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.; Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

И. Ю. Потапчук, orcid.org/0000-0002-5985-1040, Институт геотехнической механики имени М.С. Полякова НАН Украины, г. Днепр, Украина, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.; Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.; Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

А. В. Жевжик, кандидат технич. наук, доцент, orcid.org/0000-0002-8938-9301, Институт геотехнической механики имени М.С. Полякова НАН Украины, г. Днепр, Украина, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.; Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.; Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Abstract:

Цель. Экспериментально установить взаимодействие высокоскоростных струй теплоносителя с поверхностью скважины в процессе хрупкого разрушения горных пород с целью определения скорости движения теплоносителя вдоль поверхности скважины и коэффициента теплоотдачи от теплоносителя к поверхности горной породы.

Методика. Использованы методы сравнительного анализа, математического и физического имитационного моделирования, экспериментальные исследования.

Результаты. Разработана методика экспериментального исследования взаимодействия высокоскоростных струй теплоносителя с поверхностью скважины в виде сквозного канала, боковая поверхность которого имитировала поверхность горной породы в скважине. Выполнено экспериментальное исследование, которое заключалось в измерении давления на боковую поверхность сквозного канала при натекании на него воздушной струи. Выполнена обработка экспериментальных данных в виде зависимости абсолютного давления на боковую поверхность сквозного канала, т.е. на поверхность горной породы, от относительного диаметра сквозного канала. Определены зависимости между значениями давления перед соплом и значениями давления на поверхности горной породы; значениями относительного диаметра сквозного канала, диаметра выходного отверстия сопла, внутреннего диаметра сквозного канала и значениями давления воздуха вдоль боковой поверхности канала.

Научная новизна. Заключается в проведении физического имитационного моделирования взаимодействия высокоскоростных струй теплоносителя с поверхностью скважины в определенном диапазоне геометрических параметров сквозного канала и сопла, которые приняты в соответствии с геометрическим подобием технологическим и конструктивным параметрам плазмотрона и диаметра скважины перед началом процесса термического расширения.

Практическая значимость. Обоснование целесообразности использования высокоскоростных струй плазмы в качестве термоинструмента в процессах хрупкого разрушения горных пород и, в частности, в процессах термического расширения скважин.

References.

1. Dmitriev, A.P., Goncharov, S.A. and Zilbershmidt, M.G., 2011. Contemporary problems of selective and energy saving rock destruction. Gornyy informatsionno-analiticheskiy byulleten, 1, pp. 169‒184.

2. Bazargan, M., Gudmundsson, A., Meredith, P., Inskip, N.F., Soliman, M.Y., Fatideh, M.H., Rezaei, A. and Browning, J., 2015. Wellbore instability during plasma torch drilling in geothermal reservoirs. In: 49th US Rock Mechanics / Geomechanics Symposium, San Francisco, CA, June 28-July [online], ARMA, pp. 1‒4. Available at: <https://www.researchgate.net/publication/275962154_Wellbore_instability_during_plasma_torch_drilling_in_geothermal_reservoirs> [Accessed 14 May 2017].

3. Kocis, I., Kristofic, T., Gajdos, M., Horvath, G. and Jankovic, S., 2015. Utilization of Electrical Plasma for Hard Rock Drilling and Casing Milling. In: SPE/IADC Drilling Conference and Exhibition, London, March 17–19 [online], Society of Petroleum Engineers, pp. 1‒14. Available at: <https://www.onepetro.org/conference-paper/SPE-173016-MS> [Accessed 6 August 2017].

4. Falshtynskyi, V., Dychkovskyi, V., Lozynskyi, V. and Saik, P., 2012. New method for justification of the technological parameters of coal gasification in the test setting. Geomechanical Processes During Underground Mining – Proceedings of the School of Underground Mining, pp. 201–208. DOI: 10.1201/b13157-35.

5. Dychkovskyi, R.O., Lozynskyi, V.H., Saik, P.B., Petlovanyi, M.V., Malanchuk, Ye.Z. and Malanchuk, Z.R., 2018. Modeling of the disjunctive geological fault influence on the exploitation wells stability during underground coal gasification. Archives of Civil and Mechanical Engineering, 18(3), рр. 902‒911. DOI: 10.1016/j.acme.2018.01.012.

6. Sobolev, V.V. and Usherenko, S.M., 2006. Shock-wave initiation of nuclear transmutation of chemical elements. Journal de Physique IV (Proceedings), 134, pp. 977–982. DOI: 10.1051/jp4:2006134149.

7. Filippov, A.I., Akhmetova, O.V. and Rodionov, A.S., 2012. Heat transfer of turbulent stream in a borehole. In: XV Minsk International Heat and Mass Transfer Forum, Minsk, September 10–13 [online], pp. 1‒6. Available at: <www.itmo.by/ru/conferences/mif_14/Section 1> [Acce­ssed 7 July 2017].

8. Babayan, E.V. and Chernenko, A.V., 2016. Engineering calculations at the boring drilling. Moscow: Infra-Inzheneriya.

9. Gulin, V.V. and Ustimenko, T.A., 2014. Designing of generators of impulse jets on the basis of structural synthesis. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4(7), pp. 38‒45.

10. Kant, M., Rossi, E., Höser, D. and von Rohr, P. R., 2017. Thermal Spallation Drilling, an Alternative Drilling Technology for Deep Heat Mining–Performance Analysis, Cost Assessment and Design Aspects. In: Proceedings, 42nd Workshop on Geothermal Reservoir Engineering, Stanford University, Stanford, CA, February 13–15 [online], pp. 1‒10. Available at: <https://pangea.stanford.edu/ERE/db/GeoConf/papers/SGW/2017> [Accessed 7 August 2017].

11. Kant, M.A. and von Rohr, P.R., 2016. Minimal required boundary conditions for the thermal spallation process of granitic rocks. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 84, pp. 177‒186.

12. Galarraga, C., 2016. An unconventional fixed cutter cutting structure layout to drill through Hard, Abrasive Conglomerates in Deep Wells ‒ A case study. In: Abu Dhabi International Petroleum Exhibition & Conference, November 7–10, Society of Petroleum Engineers [online], pp. 1‒10. Available at: <https://www.onepetro.org/conference-paper/SPE-182879-MS> [Accessed 24 June 2017].

13. Brkic, D., Kant, M., Meier, T., Schuler, M. and Rohr, R., 2015. Influence of Process Parameters on Thermal Rock Fracturing under Ambient Conditions. In: Proceedings, World Geothermal Congress 2015, Melbourne, April 19–25 [pdf], pp. 1‒6. Available at: <https://pangea.stanford.edu/ERE/db/WGC/papers/WGC/2015/21039.pdf>[Accessed 3 May 2017].

14. Pavese, F. and Min Beciet, G. M., 2013. Modern gas-based temperature and pressure measurements. New York: Springer.

15. Venkateshan, S. P., 2015. Mechanical Measurements. New York: Wiley.

16. Morris, A. and Langari, R., 2012. Measurement and Instrumentation: Theory and Application [pdf]. Amsterdam: Elsevier. Available at: <https://thetastash.files.wordpress.com/2016/01/measurement-instrumentation-theory-and-application-by-alan-s-morris-reza-langari.pdf> [Accessed 17 September 2017].

17. Nawrocki, W., 2015. Measurement systems and sensors. New York: Artech House Publishers.

18. Nguyen-Kuok, S., 2014. Theory of low-temperature plasma physics. London: Springer.

 повний текст / full article



Посетители

2126145
Сегодня
За месяц
Всего
62
10372
2126145

Гостевая книга

Если у вас есть вопросы, пожелания или предложения, вы можете написать их в нашей «Гостевой книге»

Регистрационные данные

ISSN (print) 2071-2227,
ISSN (online) 2223-2362.
Журнал зарегистрирован в Министерстве юстиции Украины.
 Регистрационный номер КВ № 17742-6592ПР от 27.04.2011.

Контакты

49000, г. Днепропетровск,
пр. К. Маркса 19, корп. 3, к. 24а
Тел.: 47-45-24
e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Вы здесь: Главная Главная RusCat Архив журнала 2018 Содержание №2 2018 Геотехническая и горная механика, машиностроение Влияние давления струи теплоносителя на поверхность горной породы в процессе термического расширения скважины