Науковий вісник НГУ

Енергоефективні технології для гірничодобувної галузі

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 1

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Зміст №6 2022

Останнє оновлення: 28 грудня 2022

Опубліковано: 30 листопада -0001

Перегляди: 1941

Authors:

Ю.О.Жулай*, orcid.org/0000-0001-7477-2028, Інститут транспортних систем і технологій Національної академії наук України, м. Дніпро, Україна, e-mail: zhulay@westa

Д.Д.Заговайлова, orcid.org/0000-0002-2388-3155, Комунальний навчальний заклад «Хіміко-екологічний ліцей», м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

* Автор-кореспондент e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

повний текст / full article

Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2022, (6): 011 - 017

https://doi.org/10.33271/nvngu/2022-6/011

Abstract:

Перспективним пристроєм, що підвищує енергоефективність технологічних процесів у гірничодобувній галузі, є кавітаційний генератор коливання тиску рідини (далі генератор). У ньому, унаслідок періодичного зростання, відриву та схлопування кавітаційних порожнин, реалізуються ударні коливання із частотами 1–20 кГц. Пікові значення коливальної величини тиску до 4 разів перевищують тиск на вході в генератор. При багаторазовому знакозмінному впливі силових імпульсів порода, що руйнується, набуває втомного характеру. Унаслідок розвитку в породі мережі мікротріщин, порушення суцільності гірського масиву відбувається при напругах, менших межі міцності породи. Це призводить до підвищення швидкості буріння, якісної розкольматації продуктивних зон свердловин і збільшення їх дебіту, а також ефективного розпушування й дегазації викидонебезпечних вугільних пластів.

Мета. Проведення системного аналізу використання кавітаційного генератора в гірничодобувній галузі та оцінка його ефективності. Розробка спрощеного способу розрахунку максимальних значень розмахів коливань тиску рідини, що реалізуються генератором.

Методика. Базується на вивченні останніх досліджень і публікацій із використання генератора як засобу імпульсного впливу та обробці експериментальних даних його динамічних параметрів.

Результати. Наведені у вигляді основних параметрів, що визначають ефективність технологічних процесів при гідроімпульсному впливі. Надані розрахункові залежності значень параметра кавітації, за якого реалізуються максимальні рівні розмаху коливань рідини, від тиску нагнітання й максимальних значень розмахів коливань від параметра кавітації.

Наукова новизна. Встановлено, що застосування генератора як засобу імпульсного впливу, інтенсифікує технологічні процеси гірничодобувної галузі та призводить до значного зниження питомих енерговитрат. Розроблено новий спрощений спосіб розрахунку максимального рівня розмаху коливань, що дозволяє визначити раціональний режим роботи генератора.

Практична значимість. Полягає в тому, що зазначений спрощений спосіб дозволяє на стадії проектування нового обладнання або модернізації існуючого інженерними методами визначати ефективний режим роботи генератора для зменшення питомих енерговитрат технологічного процесу.

Ключові слова: енергоефективні технології, кавітаційний генератор, коливання тиску рідини, періодично зривна кавітація, гідроімпульсний вплив

References.

1. Manko, I., Kozlovskyi, Ye., Kozlovskyi, M., Semkiv, O., & Aleksashyna, N. (2014). The drilling rig for the well drilling. Patent UA No. 105937.

2. Manko, I., Kozlovskyi, Ye., Kozlovskyi, M., & Aleksashyna, N. (2015). Method of pulse treatment of productive formations and well filters. Patent UA No. 108764.

3. Krukovskyi, O., Zberovskyi, V., Petukh, O., Agaev, R., Pritula, D., Krivoruchko, O., Pazinich, A., & Kiva, M. (2021). Method of hydropulse loosening of coal seams. Patent UA No. 149830.

4. Gorodilov, L. (2018). On effectiveness of borehole drilling by downhole hydraulic tools, Journal Interexpogeosibir, (5), 325-332. https://doi.org/10.18303/2618-981X-2018-5-325-332.

5. Gorodilov, L. (2018). Analysis of the dynamics and characteristics of the main classes of volume type self-oscillating hydroshock systems. Problems of Mechanical Engineering and Machine Reliability, (1), 22-30.

6. Chen, X., Yang, J., & Gao, D. (2018). Drilling Performance Optimization Based on Mechanical Specific Energy Technologies. https://doi.org/10.5772/intechopen.75827.

7. Nikolayev, O., Zhulay, Yu., Kvasha, Yu., & Dzoz, N. (2020). Evaluation of the vibration accelerations of drill bit for the well rotative-vibration drilling using the cavitation hydrovibrator. International Journal of Mining and Mineral Engineering (IJMME), (11-2), 102-120. https://doi.org/10.1504/IJMME.2020.108643.

8. Temizel, C., Betancourt, D. J., Tiwari, A., Zhang, M., Aktas, S. S., & Quiros, F. (2018). Optimization of Enhanced Coalbed Methane Recovery With CO₂. Injection Paper presented at the SPE Argentina Exploration and Production of Unconventional Resources Symposium, Buenos Aires, Argentina, June 2016. https://doi.org/10.2118/180973-MS.

9. Kewen, P., Gensheng, Li, Shouceng, T., Zhongwei, H., Zhenxiang, Z., Bin, Z., & Xiaokang, N. (2018). Triggering Cavitation in Multilateral Coiled Tubing Drilling by High Pressure Water Jet. Society of Petroleum Engineer. https://doi.org/10.2118/186380-MS.

10. Zberovskyi, V. (2019). Control of the mud pulse method the loosening of coal layers by amplitude-frequency recommendation of acoustic signal by the APSS-1 system. E3S Web of Conferences, 109, 00122. https://doi.org/10.1051/e3sconf/201910900122.

11. Zberovskyi, V., Sofiiskyi, K., Stasevych, R., Pazynych, A., Pinka, Ja., & Sidorova, M. (2020). The results of monitoring of hydroimpulsive disintegration of outburst-prone coal seams using ZUA-98 system. II International Conference Essays of Mining Science and Practice (Dnipro, Ukraine, 06 May, 2020) E3S Web of Conferences, 168, 00068. https://doi.org/10.1051/e3sconf/ 202016800068.

12. Zhulay, Yu., Kvasha, Yu., & Nikolayev, D. (2018). Comparative analysis of methods of computation of amplitude of pressure oscillations created by the cavitational generator. Aerospace technic and technology, KhAI, (3-147), 58-68. Retrieved from http://nbuv.gov.ua/UJRN/aktit_2018_3_10.

13. Kewen, P., Shouceng, T., Gensheng, LI, Zhongwei, H., Ruiyu, Ya., & Zhaoguan, G. (2018). Bubble dynamics characteristics and influencing factors on the cavitation collapse intensity for self-resonating cavitating jets. Petroleum Exploration and Development, (45), 343-350.

• < Попередня
• Наступна >