В настоящее время Россия обладает значительными запасами тяжелой высоковязкой нефти, конечный коэффициент извлечения которых не превышает 0,25-0,29 при использовании современных и эффективных методов разработки месторождений. Наиболее перспективными из существующих методов являются тепловые, основным недостатком которых остаются большие материальные затраты, приводящие в конечном итоге к значительному повышению себестоимости добываемой нефти. Таким образом, совершенствование существующих и создание более эффективных тепловых методов разработки месторождений является важной задачей в нефтедобыче. Перспективным направлением развития термических методов добычи является разработка забойных электропарогенераторов. В отличие от традиционных методов паротепловой обработки пластов, предусматривающих закачку пара с поверхности, скважинные электротермические устройства позволяют снизить потери энергии и повысить качество пара, закачиваемого в пласт. Для успешной и эффективной организации добычи нефти и осуществления рациональной разработки месторождений высоковязкой нефти с применением скважинного электротермического оборудования необходимо учитывать характер распространения теплового воздействия как в продуктивном пласте, так и в окружающем его пространстве, включая кровлю и подошву. Одной из основных величин, характеризующих данный процесс, является теплопроводность нефтесодержащих пород. В статье рассмотрен состав типичных нефтенасыщенных песчаных грунтов, проведены исследования тепло- и массопереноса в нефтенасыщенных грунтах, изучено влияние различных параметров на теплопроводность неоднородной системы, предложен метод расчета теплопроводности нефтеносных грунтов методом последовательного сведения многокомпонентной системы к двухкомпонентной и доказана справедливость предлагаемого подхода путем сопоставления полученных расчетных зависимостей и экспериментальных данных.
На польских шахтах для закладки выработанного пространства используются гидросмеси из зольной пыли. В последние годы для приготовления смеси используют минерализованную шахтную воду, которая не содержит поверхностные воды. Использование соленой воды для приготовления смеси из зольной пыли приводит к потерям энергии во время движения потока в трубопроводе. В статье представлены результаты измерений потерь энергии, полученные при проведении лабораторных экспериментов в трубопроводе диаметром D = 50 мм. Измерения проводились для различных составов зольной пыли и соленой воды. Протестированная зольная пыль для приготовления смеси закладки поступала из ТЭЦ Siersza и имела свои особенности (гранулометрический состав и плотность). Установлено, что увеличение солености жидкости (воды) изменяет ее вязкость. Рассол по сравнению с чистой водой характеризуется повышенной вязкостью, которая влияет на свойства смеси зола-рассол, вызывая эффект флокуляции. Также изменение солености смеси влияет на величину коэффициента сопротивления (трения) λ при течении потока в трубопроводе. Увеличение концентрации зольной пыли в смеси приводит к увеличению потерь энергии.
Анализ работы систем гидротранспорта на горно-обогатительных комбинатах показыва-ет высокую трудоемкость работ при эксплуатации оборудования, высокий гидроабразивный износ грунтовых насосов и трубопроводов, низкий рабочий ресурс насосов, высокую метал-лоемкость и энергоемкость гидротранспортных систем. Главной причиной недостаточной эффективности гидравлического транспорта является гидроабразивный износ рабочих колес применяемых грунтовых насосов, что вызывает нарастающий уровень вибрации насосов, снижение напорных характеристик, общего технического состояния гидротранспортной сис-темы и как результат – низкий рабочий ресурс насосов, не превышающий 500 ч непрерывной работы. В статье показано, что в качестве критерия периода нормальной эксплуатации грун-товых насосов можно использовать коэффициент технического состояния, значение которого пропорционально относительному напору, развиваемому насосом, степени гидроабразивного износа рабочего колеса и общему времени непрерывной работы. Коэффициент технического состояния грунтового насоса может быть выражен в виде функции текущего расхода системы среднеквадратичного значения скорости вибрации, вызванной неравномерным износом рабо-чего колеса насоса. Результаты теоретических и экспериментальных исследований были ис-пользованы для разработки алгоритма и оборудования метода экспресс-диагностики и мони-торинга грунтовых насосов гидротранспортных систем, по данным которых принимается ре-шение о необходимости ремонта насосного оборудования.
Проблема снижения энергопотребления при гидравлическом транспорте продуктов переработки минерального сырья является одной из самых важных в горной промышленности. Увеличение концентрации твердой фазы в перекачиваемом потоке гидросмеси приводит с одной стороны к уменьшению объемной производительности гидротранспортной системы, а с другой к увеличению потерь давления и необходимого напора для преодоления гидравлических сопротивлений. Проблема минимизации удельного расхода энергии при гидравлическом транспорте продуктов обогащения особенно актуальна в настоящее время, когда в горной промышленности наметилась тенденция гидравлического транспортирования гидросмесей высоких концентраций и паст. В статье показано, что удельная энергоемкость в определяющей степени зависит от производительности системы гидротранспорта по твердому материалу и эта зависимость имеет экстремальный характер. При малых концентрациях твердых частиц для обеспечения необходимой производительности необходимо перекачивать значительные объемы оборотной воды, что приводит к большим затратам электроэнергии. С увеличением концентрации происходит снижение объемного расхода пульпы и удельной энергоемкости процесса. Процесс снижения энергоемкости протекает до некоторого критического значения концентрации, при достижении которой с дальнейшим увеличением концентрации энергоемкость процесса увеличивается.
