Вплив тиску струмини теплоносія на поверхню гірської породи у процесі термічного розширення свердловини
/ 0
- Деталі
- Категорія: Геотехнічна і гірнична механіка, машинобудування
- Останнє оновлення: 22 травня 2018
- Опубліковано: 16 травня 2018
- Перегляди: 2617
Authors:
О. І. Волошин, чл.-кор. Національної академії наук України, доктор технічних наук, професор, orcid.org/0000-0002-5634-3198, Інститут геотехнічної механіки імені М. С. Полякова НАН України, м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.; Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.; Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
І. Ю. Потапчук, orcid.org/0000-0002-5985-1040, Інститут геотехнічної механіки імені М. С. Полякова НАН України, м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.; Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.; Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
О. В. Жевжик, кандидат технічних наук, доцент, orcid.org/0000-0002-8938-9301, Інститут геотехнічної механіки імені М. С. Полякова НАН України, м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.; Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.; Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
Abstract:
Мета. Експериментально встановити взаємодію високошвидкісних струмин теплоносія з поверхнею свердловини у процесі крихкого руйнування гірських порід з метою визначення швидкості руху теплоносія вздовж поверхні свердловини й коефіцієнта тепловіддачі від теплоносія до поверхні гірської породи.
Методика. Використані методи порівняльного аналізу, математичного й фізичного імітаційного моделювання, експериментальні дослідження.
Результати. Розроблена методика експериментального дослідження взаємодії високошвидкісних струмин теплоносія з поверхнею свердловини у вигляді наскрізного каналу, бокова поверхня якого імітувала поверхню гірської породи у свердловині. Виконане експериментальне дослідження, що полягало у вимірюванні тиску на бічну поверхню наскрізного каналу при натіканні на нього повітряної струмини. Виконана обробка дослідних даних у вигляді залежності абсолютного тиску на бічну поверхню наскрізного каналу, тобто на поверхню гірської породи, від відносного тиску повітря перед соплом і відносного діаметру наскрізного каналу. Виявлені залежності між значеннями тиску перед соплом і значеннями тиску на поверхні гірської породи; значеннями відносного діаметру наскрізного каналу, діаметру вихідного отвору сопла, внутрішнього діаметру наскрізного каналу й значеннями тиску повітря вздовж бічної поверхні каналу.
Наукова новизна. Полягає у проведенні фізичного імітаційного моделювання взаємодії високошвидкісних струмин теплоносія з поверхнею свердловини в певному діапазоні геометричних параметрів наскрізного каналу й сопла, що прийняті у відповідності до геометричної подоби технологічним і конструктивним параметрам плазмотрона й діаметра свердловин перед початком процесу термічного розширення.
Практична значимість. Обґрунтування доцільності використання високошвидкісних струмин плазми в якості термоінструмента у процесах крихкого руйнування гірських порід і, зокрема, у процесах термічного розширення свердловин.
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.
Архів журналу