-
Дата отправки2020-05-17
-
Дата принятия2020-10-05
-
Дата публикации2020-11-24
Геологическое строение северной части Карского шельфа у архипелага Северная Земля по результатам последних исследований
Север Карского шельфа до недавнего времени был совершенно не изучен сейсмическими методами. Появившиеся в последние годы сейсмические и сейсмоакустические данные позволили расшифровать региональные черты геологического строения этой области. Актуальность исследований связана с определением перспектив нефтегазоносности Северо-Карского осадочного бассейна. Целью работы является уточнение возрастной привязки отражающих горизонтов с использованием данных по геологии островной суши, а также определение тектонической позиции структур осадочного чехла и фундамента севера Карского шельфа. Осадочный чехол разделен на три структурных этажа: кембрий-девон, средний карбон-мел, миоцен-квартер. Кембрийско-девонский комплекс выполняет глубокие прогибы Северо-Карского шельфа. Самым ярким несогласием является подошва карбон-пермских пород, залегающих на размытой поверхности складчатых силурийско-девонских сейсмокомплексов. Плитная плащеобразная часть чехла сложена маломощными комплексами карбона-квартера. Сделан вывод о постепенном вырождении пликативных структур Таймыр-Североземельского складчатого пояса в направлении Карского седиментационного бассейна и в сторону континентального склона Евразийского бассейна Северного Ледовитого океана. К западу от островов Северной Земли прослеживается цепочка узких поднятий в рельефе морского дна, которым соответствуют узкие антиклинали. Далее к западу в пределах Карского шельфа палеозойские породы залегают субгоризонтально. Мезозойская складчатость на севере Карского моря проявлена исключительно в слабой активизации движений по разрывным нарушениям. На неотектоническом этапе развития шельф у Северной Земли был поднят, и мезозойские комплексы были размыты. Современная сейсмическая активность североземельского шельфа связана с продолжающемся формированием континентальной окраины.
-
Дата отправки2020-05-14
-
Дата принятия2020-10-05
-
Дата публикации2020-11-24
Фальбанды Керетского архипелага Белого моря: характеристика состава пород и минералов, рудная минерализация
В настоящей работе приводится комплексная минералого-геохимическая характеристика (SEM-EDS, ICP-MS методы) пород фальбанд проявления Кив-губа-Картеш в Беломорском подвижном поясе (БПП). Термин «фальбанд» впервые появился в серебряных шахтах Конгсберга в XVII в. Сейчас фальбанды – это прослои или линзы с сульфидной вкрапленностью, располагающиеся во вмещающей, как правило, метаморфической породе. Содержание сульфидов в породе должно быть таким, чтобы, с одной стороны, их нельзя было назвать акцессорными минералами, а с другой – чтобы они не формировали массивные руды. Фальбанды выветриваются иначе, чем вмещающие породы, поэтому их легко отличить в обнажениях благодаря ржаво-коричневому цвету. Исследуемые породы являются амфиболитами, отличающимися друг от друга содержанием граната и степенью окварцевания. Рудная минерализация представлена в основном пирротином и пиритом, причем зерна пирротина часто замещаются по периферии окислами и гидроокислами железа, а на них в свою очередь нарастает пирит. В то же время в породе присутствуют практически неизмененные зерна пирротина неправильной формы с тонкими структурами распада, сложенными пентландитом, и отдельные зерна пирита с повышенным содержанием никеля (до 5,4 мас. %). Относительно распространенным минералом является халькопирит, образующий мелкие зерна, нередко захваченные пирротином. Также были обнаружены единичные зерна соболевскита и хедлейита субмикронного размера. По результатам исследования редкоземельного состава пород фальбанд предполагается их генетическая связь с метабазальтами архейского возраста Серякской и Лоухско-Пиземской структур БПП, а не с метагабброидами и метаультрабазитами, распространенными в районе исследования.
-
Дата отправки2020-06-19
-
Дата принятия2020-10-06
-
Дата публикации2020-11-24
Практика применения аппаратов магнитной обработки для интенсификации процессов первичной подготовки нефти
- Авторы:
- И. А. Голубев
- А. В. Голубев
- А. Б. Лаптев
При первичной подготовке нефти, газа и воды возникают осложнения, связанные с наличием стойких водонефтяных эмульсий, вызывающих рост давления жидкости в системах сбора, порывы коллекторов, а также затруднения сепарации газа и предварительный сброс воды на установке предварительного сброса (УПС). Дополнительные проблемы возникают при транспортировке высокопарафинистых нефтей, связанные с кристаллизацией парафина в проточной части нефтепромыслового оборудования и на внутренней поверхности труб, приводящие к падению производительности магистралей. При первичной подготовке нефти, газа и воды возникают осложнения, связанные с наличием стойких водонефтяных эмульсий, вызывающих рост давления жидкости в системах сбора, порывы коллекторов, а также затруднения сепарации газа и предварительный сброс воды на установке предварительного сброса (УПС). Дополнительные проблемы возникают при транспортировке высокопарафинистых нефтей, связанные с кристаллизацией парафина в проточной части нефтепромыслового оборудования и на внутренней поверхности труб, приводящие к падению производительности магистралей. В статье рассмотрена технология магнито-реагентной обработки водонефтяных сред, позволяющая интенсифицировать процессы первичной подготовки нефти на объектах ее добычи. Проведенные стендовые и опытно -промышленные испытания показали способность магнитного поля ускорять процессы деэмульсации нефти, увеличивая процент отделившейся воды при последующем отстаивании, и уменьшать асфальтосмолопарафиновые отложения (АСПО) на внутренней поверхности нефтегазопромыслового оборудования. Описан механизм действия магнитного поля на водонефтяные среды. Изучено влияние обработки на целостность бронирующих оболочек водонефтяных эмульсий. Исследованы различные режимы магнитной обработки с точки зрения оценки ее эффективности. Показано, что наилучший эффект достигается при совместном использовании реагентов и магнитного поля. Наблюдается синергетический эффект, заключающийся в повышении их эффективности. Это позволило сделать вывод о возможности использования данного метода для сокращения расхода используемых в нефтедобыче реагентов при сохранении эффективности обработки
-
Дата отправки2020-05-29
-
Дата принятия2020-09-16
-
Дата публикации2020-11-24
Численное моделирование двустенного шарового резервуара
- Авторы:
- М. Г. Каравайченко
- Л. И. Газалеев
Обширным и важным классом многослойных конструкций оболочек являются трехслойные конструкции. В трехслойной конструкции важную роль играет жесткий заполнитель, за счет которого разнесены несущие слои, что придает пакету слоев высокую жесткость и прочность при относительно малом весе. Комбинируя толщины несущих слоев и заполнителя, можно добиться необходимых свойств трехслойной конструкции оболочки. По сравнению с традиционными одностенными трехслойная конструкция обладает повышенной жесткостью и прочностью, что позволяет уменьшить толщину и массу оболочек. С целью снижения металлоемкости конструкции шарового резервуара для хранения сжиженных газов в настоящей работе рассмотрена конструкция двустенного резервуара, в котором межстенное пространство заполнено армированным пенополиуретаном. Численное моделирование позволило определить параметры напряженно-деформированного состояния конструкции с погрешностью не более 5 %. Установлено на примере резервуара объемом 4000 м 3 , что пространственная конструкция стенки шарового резервуара позволяет снизить металлоемкость до 19 %. Областью применения результатов исследования может быть оценка напряженно-деформированного состояния шаровых резервуаров при их проектировании. Разработана методика построения конструкции двустенного шарового резервуара в программном комплексе SCAD, позволяющая произвести расчет напряженно-деформированного состояния (НДС) методом конечных элементов. Разработана численная модель двустенного шарового резервуара. Установлено, что для получения результатов расчета с погрешностью P ≤ 5 % размер конечного элемента не должен превышать 300×300×δ мм. В результате исследования конструкции двустенного шарового резервуара установлены конструктивные параметры, позволяющие обеспечить эксплуатационную надежность сооружения при снижении металлоемкости по сравнению с одностенным резервуаром на 19 %
-
Дата отправки2020-05-05
-
Дата принятия2020-10-05
-
Дата публикации2020-11-24
Оценка влияния градиентов водонасыщенности и капиллярного давления на формирование размера зоны двухфазной фильтрации в сжимаемом низкопроницаемом коллекторе
В работе исследуется влияние градиентов капиллярного давления и коэффициента водонасыщенности на размер зоны двухфазной фильтрации при заводнении низкопроницаемого коллектора. Изменение коэффициента водонасыщенности s в зоне двухфазной фильтрации, связано с изменением давления нагнетаемой в пласт воды, причем закон изменения коэффициента водонасыщенности s ( r , t ) должен соответствовать изменению давления нагнетания, т.е. описываться теми же функциями, что и функции изменения давления воды, но подчиняться своим граничным условиям. В статье рассмотрены пять вариантов зависимости s ( r , t ) от времени и координат. С целью определения влияния сжимаемости пласта и флюидов рассмотрена модель Рапопорта – Лиса для несжимаемых сред с нарушением нижнего предела применимости закона Дарси и изменяющимся во времени радиусом вытеснения нефти водой. При нарушении нижнего предела применимости закона Дарси радиус фронта вытеснения зависит от величины градиента капиллярного давления и функционального задания s . Показано, что радиусы фронта вытеснения содержат коэффициенты, включающие информацию о физических свойствах коллектора и вытесняющего флюида. Проведено сравнение радиусов двухфазной фильтрации для несжимаемого и сжимаемого коллектора. Даны оценки влияния градиента капиллярного давления и функциональных зависимостей коэффициента водонасыщенности на вытеснение нефти в низкопроницаемых коллекторах. Установлено, что на размер зоны двухфазной фильтрации и на долю воды в произвольной точке пласта градиент капиллярного давления практически не влияет, существенное влияние оказывают изменение коэффициента водонасыщенности и сжимаемость коллектора
-
Дата отправки2020-05-21
-
Дата принятия2020-10-05
-
Дата публикации2020-11-24
Методика расчета пневмокомпенсаторов для плунжерных насосов с погружным приводом
- Авторы:
- Э. О. Тимашев
Одним из наиболее перспективных направлений повышения эффективности механизированной нефтедобычи является установка плунжерного насоса с погружным приводом, позволяющая получить гармоническое возвратно-поступательное движение плунжера. В процессе откачки скважинной продукции плунжерными насосами происходят колебания скорости и давления жидкости в подъемных трубах, которые ведут к увеличению циклических переменных нагрузок на плунжер, снижению ресурса работы привода и КПД насосной установки. Для устранения пульсационной характеристики плунжерного насоса и повышения показателей надежности насосной установки (в частности, межремонтного периода) могут быть использованы пневмокомпенсаторы. Разработан метод расчета оптимальных технологических параметров системы глубинных пневмокомпенсаторов для плунжерных насосных установок с погружным приводом, основанный на математическом моделировании гидродинамических процессов в трубах. Выполнены расчеты формирования скорости потока и давления в подъемных трубах погружных плунжерных установок, оборудованных пневмокомпенсаторами (ПК), проанализировано влияние технологических параметров ПК на эффективность сглаживания колебаний скорости и давления в трубах. Установлен нелинейный характер влияния давления зарядки и суммарного объема ПК на эффективность их работы. Обосновано оптимальное давление зарядки ПК, соответствующее минимальному давлению в НКТ в течение цикла откачки для рассматриваемого сечения НКТ. Рассмотрены два предельных случая размещения системы ПК вдоль лифтовых труб. В первом варианте ПК устанавливаются последовательно непосредственно на выкиде плунжерного насоса, во втором – равномерно вдоль подъемного лифта. Показано, что первый вариант обеспечивает минимальную величину амплитуды колебаний давления в нижнем конце НКТ и, соответственно, переменных нагрузок на плунжер насоса. Характер колебаний давления и скорости потока в НКТ на устье скважины для обоих вариантов размещения ПК имеет близкие значения.
-
Дата отправки2020-06-12
-
Дата принятия2020-10-28
-
Дата публикации2020-11-24
Пространственная нелинейность динамики метановыделения в подземных скважинах для устойчивого развития геотехнологий
- Авторы:
- А. К. Джиоева
- В. С. Бригида
Статья посвящена проблеме повышения энергоэффективности утилизации шахтного метана для обеспечения устойчивого развития геотехнологий в рамках перехода к экологически чистой и ресурсосберегающей энергетике. Ее актуальность обусловлена тем, что антропогенное влияние эмиссии шахтного метана на глобальные процессы изменения климата в 21 раз превышает действие диоксида углерода. Свиты газоносных угольных пластов и вмещающих пород следует относить к техногенным углегазовым месторождениям, а извлекаемый из них газ – к альтернативным энергоресурсам. Существующие подходы и методы борьбы с шахтным метаном нуждаются в совершенствовании, поскольку в современной концепции «шахта – лава» не полностью учитывается пространственно-временные особенности развития очистных работ. Поэтому вопросы, связанные с ним, являются актуальными для большинства областей знаний, а особенно для экологизации добычи угля. Целью статьи является выявление закономерностей, описывающих нелинейный характер динамики метановыделения в подземных скважинах для обеспечения устойчивого развития геотехнологий, за счет повышения качества отводимой метановоздушной смеси. Впервые при пространственно-временном исследовании (в плоскости CH 4 - S ) динамики концентрации метана, согласно планируемому подходу, вводят параметр удаления от лавы ( L ), что позволяет сформировать пространство функции исследуемого процесса (CH 4 от S-L ). Результаты шахтных замеров обрабатывались методом локальной полиномиальной регрессии (LOESS). Исследование основано на использовании нелинейности изменений концентрации метана в подземных скважинах и особенностей их реализации для осуществления вакуумирования в максимально продуктивных зонах подрабатываемого массива с целью обеспечения безопасного аэрогазового режима выемочного участка при интенсивной отработке глубокозалегающих газоносных пластов. Установление закономерностей влияния ситуационных геомеханических условий отработки запасов на инициирование трансформации метастабильного газоугольного раствора и генезис волновых процессов в углепородном массиве позволит повысить надежность прогнозирования динамики метановыделения, а также управляемость технологическими процессами горного производства. В приведенных результатах показано, что отработка высокометаноносных пластов Донбасса сопряжена с недостаточной надежностью работы дегазационной сети в более чем 40 м позади забоя лавы. Полученные результаты подтверждают рабочую гипотезу о наличии пространственной миграции волн концентрации метана в подземных дегазационных скважинах. Необходимо продолжить исследования в области определения углов отклонений границы зоны «опережающей трещиноватости» от направления линии очистного забоя. Практическая значимость результатов исследования заключается в возможности их использования при разработке научных основ трехмерной дегазации техногенного углеметанового коллектора с учетом пространственно-временного развития очистных работ.
-
Дата отправки2020-05-12
-
Дата принятия2020-09-22
-
Дата публикации2020-11-24
Особенности проектирования вентиляции угольных шахт, применяющих камерно-столбовую систему разработки
- Авторы:
- С. С. Кобылкин
- А. Р. Харисов
Безопасность ведения горных работ на угольных шахтах по аэрологическим факторам зависит от качества принятых и реализованных проектных решений по вентиляции. Действующее на данный момент «Руководство по проектированию вентиляции угольных шахт» не учитывает особенности применяемых в России камерно-столбовых систем разработки. Это приводит к повышению опасности возникновения взрывов, пожаров и загазирований. Подробно изученный зарубежный опыт проектирования вентиляции для рассматриваемых систем разработки угольных месторождений позволил сформулировать рекомендации по организации схемы проветривания угольных шахт, применяющих камерно-столбовую систему разработки, и порядок проветривания при многоштрековой подготовке. Наблюдения показали, что применение существующего в России порядка проветривания добычных участков с камерно-столбовой системой разработки усложняет проведение аварийно-спасательных работ. Низкие скорости и разнонаправленное движение воздуха, затрудненный отток тепла, оставление целиков угля повышают риск возникновения и позднего обнаружения эндогенного пожара. Результаты численного моделирования показали, что установка (параллельно штрекам) вентиляционных сооружений в межкамерных целиках позволит повысить надежность проветривания за счет перевода схемы проветривания из сложной диагональной в сложную параллельную. Это также позволит снизить количество воздуха, необходимое для добычного участка, и общее аэродинамическое сопротивление. Проведенные исследования позволили сформулировать требования к порядку проектирования вентиляции угольных шахт, применяющих камерно-столбовую систему разработки, заключающиеся в порядке отработки блоков в панели, а также дополнительном применении вентиляционных сооружений (легких перемычек или парусов).
-
Дата отправки2020-06-09
-
Дата принятия2020-11-02
-
Дата публикации2020-11-24
Методика управления процессом бурения и экспериментальные исследования сил сопротивления при бурении долотами с резцами PDC
Рациональная, теоретически обоснованная и эмпирически верифицированная система управления является условием оптимального управления процессом бурения с соблюдением критериев минимизации затрат временных и материальных ресурсов. Новое поколение породоразрушающего инструмента с применением резцов PDC ( polycrystalline diamante cutters ), крайне эффективных при бурении скважин различного целевого назначения в горных породах средней твердости, диктует необходимость разработки методики и критериев оптимального управления процессом бурения с использованием данного инструмента. В работе представлен аналитический анализ силового взаимодействия породоразрушающих элементов, горной породы, вмещающей забой, и бурового раствора, насыщенного шламом, выделены влияющие факторы, приведены зависимости для определения параметров разрушения горных пород. Эмпирическая верификация теоретических положений проведена на основе анализа данных экспериментального бурения мрамора коронкой с резцами PDC диаметром 76,2 мм, обработанных с применением метода полного факторного эксперимента с получением математических моделей факторов и их графической интерпретации. Рассмотрена методика управления процессом бурения, основанная на оптимальном соотношении частоты вращения инструмента, осевой нагрузки и углубления за один оборот, позволяющая определить по косвенным признакам режим разрушения горной породы на забое скважины и выбрать оптимальные значения параметров режима бурения, которые соответствуют наиболее оптимальным условиям с точки зрения достижения максимальной механической скорости бурения в совокупности с рациональным режимом работы породоразрушающего инструмента. Представлена схема, содержащая возможные варианты режима отработки долота и способы их распознавания по соотношению углубления за один оборот и частоты вращения породоразрушающего инструмента.
-
Дата отправки2020-05-24
-
Дата принятия2020-07-23
-
Дата публикации2020-11-24
Оценка смещений рудных контуров после взрыва с применением BMM-системы
- Авторы:
- Р. А. Рахманов
- Д. Лоеб
- Н. И. Косухин
Измерение смещений руды взрывом является одной из ключевых компонент системы контроля качества на любом горнорудном предприятии позволяет получать необходимую для определения местоположения рудных контуров точность. Около 15 лет назад в Австралии была разработана система мониторинга, позволяющая персоналу рудника проводить трехмерные измерения смещений рудных блоков при каждом взрыве. Проведенные исследования показали, что смещение рудных блоков крайне изменчиво и характеризуется полным отсутствием детерминированной составляющей. Следствием этого является то, что моделирование смещений рудных контуров в процессе взрыва будет неточным, а наилучшие результаты для горнодобывающего предприятия могут быть достигнуты лишь путем прямого измерения смещений. Рассмотренная в статье технология измерения смещений рудных контуров основывается на трехмерных векторах смещений, полученных в различных частях взрываемого блока, характеризуемых отличными смещениями. Очевидно, что точность определения положения рудных контуров после взрыва пропорциональна числу измерений, проведенных на блоке. В настоящее время технология контроля смещений на базе ВММ-системы активно используется мировыми горнодобывающими компаниями, ее применение снижает потери и разубоживание руды. В 2017 г. на Олимпиадинском ГОКе начато опытное внедрение ВММ-системы, система внедряется в нескольких российских горнодобывающих компаниях.
-
Дата отправки2020-06-16
-
Дата принятия2020-07-13
-
Дата публикации2020-11-24
Изучение влияния алюминия на адгезию нержавеющей стали при газопламенном напылении
Данная работа посвящена исследованию влияния алюминия на повышение прочности сцепления с поверхностью. Основной целью работы является исследование прочности сцепления с подложкой при добавлении в порошок для газопламенного напыления алюминия, который обладает не только высокой коррозионной стойкостью и хорошей проводимостью, но и придает дополнительную прочность при комбинировании и взаимодействии с другими компонентами порошка. Показаны результаты исследований зависимости пескоструйной обработки от параметра шероховатости поверхности Ra . В работе описывается авторское устройство для контрольно-измерительного прибора «Профилометр», на котором также для получения сравнительных результатов проводились измерения параметра шероховатости. Представлены результаты измерений адгезии при полученных значениях шероховатости поверхности путем добавления в номинальный химический состав применяемого в качестве опытного материала порошка ПР-30Х13 алюминия, который вступает в химическую реакцию с оксидами на поверхности стальных субстратов , придавая связи покрытия с субстратом особую прочность, а также защищает базовый металл за счет комбинации составляющих химического состава порошка и создает слой плотного поверхностного покрытия. Произведен анализ данных зависимостей и определены параметры, оказывающие наибольшее влияние на их значения. С учетом полученных результатов на основе численного моделирования предлагается математическая модель зависимости прочности сцепления от определенных значений шероховатости поверхности при различном химическом составе порошка для напыления. Данные исследования помогут в разработке определенных видов материала для напыления и упрочнения деталей и изделий из стали, повышая их долговечность