-
Дата отправки2021-01-20
-
Дата принятия2021-03-29
-
Дата публикации2021-09-20
Анализ причин возникновения деформаций инженерных сооружений объектов газового комплекса в криолитозоне
Строительство объектов нефтегазовой инфраструктуры на многолетнемерзлых грунтах является важнейшей задачей наращивания сырьевой базы всего топливно-энергетического комплекса России. Многолетнемерзлые грунты представляют собой сложную, многокомпонентную систему, состояние которой зависит от множества факторов. Построенные в таких условиях здания и сооружения с одной стороны оказывают на многолетнемерзлые грунты сложное теплотехническое воздействие, а с другой – воспринимают последствия изменения характеристик таких грунтов. Такая ситуация приводит к тому, что в процессе жизненного цикла здания и сооружения на многолетнемерзлом грунте подвергаются сложным и плохо предсказуемым деформациям. В статье представлены результаты исследования различных процессов деградации многолетнемерзлых грунтов, которые могут реализовываться на объектах строительства промышленных объектов. Проведен анализ причин возникновения деформаций инженерных сооружений газового комплекса в криолитозоне. Исследован комплекс причин, вызывающих такие деформации. Предложен комплексный критерий оценки изменений мерзлотно-геологических условий промышленных площадок. Для мониторинга и оценки условий теплообмена и прогнозирования изменения геокриологических условий многолетнемерзлого грунта предложено применять методику расчета индивидуальной характеристики температурного режима территории.
-
Дата отправки2020-09-09
-
Дата принятия2021-03-29
-
Дата публикации2021-09-20
Особенности формирования призабойных зон продуктивных пластов на месторождениях с высокой газонасыщенностью пластовой нефти
Статья посвящена изучению особенностей формирования призабойных зон продуктивных пластов в процессе эксплуатации добывающих скважин месторождений севера Пермского края, отличительной особенностью которых является высокая газонасыщенность пластовой нефти. В качестве критерия, характеризующего состояние призабойной зоны, использован параметр, наиболее широко применяемый в отечественной и мировой практике – скин-фактор. Анализ научных публикаций показал, что одной из основных проблем применения скин-фактора для оценки состояния призабойных зон является неоднозначность трактовок его физического смысла и невозможность выделения превалирующих факторов, формирующих его величину. В статье предложен подход к выделению таких факторов в условиях рассматриваемых месторождений, основанный на многомерном корреляционно-регрессионном анализе. Выбор данного инструмента обусловлен сложностью процессов, происходящих в системе «пласт – призабойная зона – скважина». При описании сложных многофакторных процессов выбранный метод демонстрирует высокую степень достоверности. Для большого количества скважин региона собран и обобщен значительный материал, включающий результаты определения скин-фактора (1102 значения) при проведении гидродинамических исследований, а также данные о значениях различных геолого-технологических показателей, которые, вероятно, могут быть статистически связаны с величиной скин-фактора. Построена серия многомерных математических моделей; в качестве прогнозируемого параметра использован скин-фактор, в качестве независимых признаков – данные о значениях геолого-технологических показателей. Анализ построенных моделей является ключевым этапом настоящего исследования, в ходе которого изучен набор параметров, включенных в многомерные модели, последовательность их включения и вклад в общую величину достигнутого коэффициента детерминации как основного показателя работоспособности построенных моделей. Установлено, что основным фактором, влияющим на состояния призабойной зоны, является разгазирование нефти. Определены существенные различия в особенностях формирования скин-фактора в терригенных и карбонатных отложениях рассматриваемых месторождений.
-
Дата отправки2020-07-04
-
Дата принятия2021-03-29
-
Дата публикации2021-09-20
Переход между блокированным и полублокированным режимами при резании горных пород тангенциальными резцами
В современной теории резания горных пород в производственных условиях принято выделять два больших класса достижимых режимов резания – блокированный и полублокированный. Кинематика машин для разрушения горных пород в большинстве случаев обуславливает работу резцового инструмента в обоих режимах за один цикл работы резцового инструмента. Имеющиеся в настоящее время расчетные методы разработаны для стабилизированного, как правило, полублокированного режима резания. В настоящей статье поставлена задача определения условий перехода между режимами резания и модернизации расчетного метода для определения усилий на резцовом инструменте. Задача решается за счет применения методов алгебраического анализа, основанного на поиске экстремума функции усилия на резце в зависимости от отношения реального шага резания к оптимальному шагу для текущей толщины стружки. В результате решения задачи получено выражение для определения толщины стружки, для которой при заданных параметрах обеспечивается переход между блокированным и полублокированным режимами резания. Полученный результат позволил усовершенствовать метод расчета усилий на резцовом инструменте на участках движения резца с блокированным резанием.
-
Дата отправки2020-06-16
-
Дата принятия2021-03-29
-
Дата публикации2021-09-20
Исследование эмпирических закономерностей сброса горной массы взрывом на свободную поверхность уступа карьера
- Авторы:
- И. А. Аленичев
- Р. А. Рахманов
Минимизация сброса взорванной горной массы в выработанное пространство карьера является весьма актуальным направлением для изучения, так как позволяет повысить технологичность работ и сократить затраты на ведение добычи. В статье представлены результаты опытно-промышленных взрывов, в ходе которых проводилось исследование данного вопроса. Основная цель работ заключалась в установлении ключевых факторов, влияющих на объем сброса горной массы на транспортную берму карьера. В ходе проведения анализа мирового опыта исследований по данной теме выделены ключевые факторы, влияющие на формирование развала и сброса – природные и технологические. Описана методика проведения экспериментов и сбора данных для анализа влияния технологических параметров размещения, заряжания и инициирования скважин на объемы сброса горной массы. Установлено, что основной сброс на транспортную берму карьера формируется объемом горной массы, ограниченным призмой угла естественного откоса. При достаточном смещении горной массы от края верхней бровки в сторону центра блока в формировании сброса участвуют только скважины 1-го и 2-го рядов. Получены эмпирические зависимости суммарного объема сброса горной массы от длины блока по бровке, удельного расхода ВВ, размера куска породы P 50 и темпа отбойки. Полученные результаты могут быть использованы для проектирования параметров БВР, а также для прогнозирования и оценки возможных последствий массового взрыва в схожих горно-геологических условиях.
-
Дата отправки2021-01-18
-
Дата принятия2021-05-21
-
Дата публикации2021-09-20
Повышение эффективности технологии и организации монтажно-демонтажных работ при интенсивной разработке пологих угольных пластов на шахтах Кузбасса
- Авторы:
- А. А. Мешков
- О. И. Казанин
- А. А. Сидоренко
Рассмотрены причины отставания показателей ведущих российских угольных шахт, осуществляющих разработку пологих угольных пластов длинными очистными забоями, от аналогичных зарубежных. Выполнен анализ эффективности монтажно-демонтажных работ на шахтах АО «СУЭК-Кузбасс». Выявлены существенное превышение плановых сроков выполнения монтажно-демонтажных работ при отработке мощных пологих пластов, причины низкой эффективности демонтажных работ и основные направления совершенствования технологии демонтажных работ. Рассмотрены направления обеспечения эксплуатационного состояния демонтажных камер, формируемых очистным забоем. Представлены рекомендуемая схема отработки сближенных угольных пластов и трехмерная модель массива горных пород для обоснования ее параметров. Выполнены численные исследования с использованием метода конечных элементов. Показаны результаты моделирования напряженно-деформированного состояния массива горных пород в окрестностях демонтажной камеры, сформированной в условиях повышенных напряжений от краевой части ранее отработанного вышезалегающего пласта. Установлены основные факторы, определяющие возможность обеспечения эксплуатационного состояния демонтажных камер. Показана необходимость учета влияния зоны повышенных напряжений при выборе паспортов крепления и организации демонтажных работ при мощности междупластья 60 м и менее. Определена достаточная величина смещения для обеспечения эксплуатационного состояния демонтажной камеры под выработанное пространство 50 м, для монтажной камеры – 30 м. Даны рекомендации по совершенствованию технологических схем и организации монтажно-демонтажных работ на шахтах, ведущих отработку свит пологих угольных пластов длинными очистными забоями с формированием демонтажной камеры очистным комплексом.
-
Дата отправки2021-02-20
-
Дата принятия2021-05-21
-
Дата публикации2021-09-20
Анализ параметров мундштука шнекового пресса для 3D-экструзии торфяных кусков трубчатого типа
- Авторы:
- А. В. Михайлов
- А. С. Федоров
Приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований по созданию составного мундштука шнекового пресса для 3D-формования торфяных кусков трубчатого типа в полевых условиях для интенсификации процесса полевой сушки материала в комплексно механизированном карьере. Основная цель исследования заключалась в обосновании геометрических и конструктивных параметров составного мундштука шнекового пресса стилочной машины по производству торфяной окускованной продукции трубчатого типа. Параметры мундштука выбираются на основе геометрических характеристик торфяных кусков. Увеличение влагоотдачи при сушке торфяной окускованной продукции обеспечивается формованием торфяного куска в форме толстостенной трубы из композита торфяного сырья низкой и высокой степеней разложения в соотношении 1:3. Аддитивное производство торфяных композитов полимер-волокно методом экструзии позволяет изготавливать продукцию с улучшенными механическими свойствами в сравнении с неармированным сырьем. Вертикальное расположение торфяного трубчатого куска на поле для сушки позволяет увеличить загрузку площади поля на 10 %, увеличить конвективный теплоподвод к куску и сократить коэффициент контакта куска с полем в три раза в сравнении со стилкой кусков в виде горизонтальной ленты. На основе проведенного анализа формы и размеров окускованной продукции разработана конструкция составного мундштука шнекового пресса, состоящего из двух условных зон формования различной конфигурации. В статье проведен параметрический анализ объемной производительности шнекового пресса с составным мундштуком трубчатого типа, определена энергоемкость механической переработки, выполнена оценка степени механической переработки торфяного сырья с оптимизацией параметров шнека для производства окускованной продукции трубчатого типа.
-
Дата отправки2020-06-02
-
Дата принятия2021-05-21
-
Дата публикации2021-09-20
Анализ технологических схем создания геодезического обоснования на промплощадке
В статье освещены вопросы создания с необходимой точностью планового обоснования на промплощадке строящихся инженерных сооружений с применением спутниковых технологий и тахеометров. В зависимости от конструктивных особенностей строящегося инженерного сооружения, а также технологической схемы монтажа строительных конструкций и промышленного оборудования, рассматриваются различные схемы создания такого обоснования, основанные на применении обратной линейно-угловой засечки. Ошибки исходных данных – одни из основных ошибок, влияющих на точность геодезических построений, в том числе и на решение обратной линейно-угловой засечки. При создании геодезической сети в несколько ступеней ошибки исходных данных первой ступени влияют на величины среднеквадратических ошибок (СКО) определения положения пунктов второй ступени, ошибки которой оказывают влияние на величину СКО положения пунктов третьей ступени и т.д. Причиной их возникновения являются ошибки геодезических измерений, возникающие на каждой ступени создания обоснования, а также нарушение стабильности пунктов во время производства земляных и строительно-монтажных работ. При определении координат отдельной проектной точки на этапе выноса ее в натуру тахеометром уравнивание всей сети в подавляющем большинстве случаев не производится, а координаты исходных пунктов, на которые производится ориентирование тахеометра, считаются безошибочными. Вследствие этого СКО определения координат пунктов сети обоснования или выноса проектных точек элементов строительных конструкций и оборудования также будут считаться удовлетворяющими требованиям, т.е. точность измерений будет искусственно завышена и не будет соответствовать фактически полученной. Это обусловлено тем, что не принимается во внимание накопление ошибок исходных данных при увеличении количества ступеней (этапов) создания обоснования. Целью данной работы является анализ влияния ошибок измерений и исходных данных при создании геодезического обоснования на промплощадке несколькими ступенями его построения на основе обратных линейно-угловых засечек и априорной оценки точности положения определяемых пунктов.
-
Дата отправки2021-03-10
-
Дата принятия2021-05-21
-
Дата публикации2021-09-20
Влияние термической обработки на микроструктуру стальных змеевиков нагревательной трубчатой печи
- Авторы:
- В. Ю. Бажин
- Башар Исса
При транспортировке и переработке тяжелой металлоносной нефти возникают проблемы с локальными разрушениями металлических конструкций и элементов из-за процессов коррозии. Во время эксплуатации оборудования выявлено, что преждевременный выход из строя стальных змеевиков нагревательных трубчатых печей на нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводах связан с недостаточной прочностью и коррозионной стойкостью стальных конструкций. Изучение влияния структуры и фазового состава стальных элементов из сплава 15Х5М нагревательных печей нефтеперерабатывающего производства на коррозионные свойства, связанные с потерей массы и локальными разрушениями во время термообработки, позволяет разработать условия защиты и определить режимы нагрева с лимитирующей стадией скорости окисления. Скорость различных типов коррозии стали марки 15Х5М используется в качестве показателя для оценки эффективности примененных режимов термических обработок змеевиков с целью повышения коррозионной стойкости и улучшения их эксплуатационных характеристик. Проведенные эксперименты по термообработке некоторых участков стальных змеевиков позволили определить рациональные режимы нагрева исследуемых змеевиков, что позволяет снизить потерю их массы и повысить коррозионную стойкость рабочих поверхностей во время эксплуатации. Предлагаемый вариант термообработки стальных змеевиков в заданные промежутки времени их работы в трубчатых печах создает условия для устойчивой эксплуатации и влияет на степень промышленной и экологической безопасности при снижении материальных затрат, связанных с ремонтом и заменой отдельных узлов и деталей трубчатых печей.
-
Дата отправки2020-06-29
-
Дата принятия2021-05-21
-
Дата публикации2021-09-20
Трансформация зерен технологического сырья при получении мелкодисперсных порошков
- Авторы:
- И. М. Гембицкая
- М. В. Гвоздецкая
Дробление и измельчение материалов – самые распространенные процессы пробоподготовки для анализа проб и производственных процессов. В последнее время измельчение стало одним из самых популярных способов получения наноразмерных порошков. В данной работе исследованы некоторые особенности преобразования зерен при измельчении руд с тонкодисперными полезными компонентами с целью их вскрытия, а также измельчения металлургического сырья, металлов и их смесей для использования в качестве исходных компонентов для металлургических и других технологических процессов. Установлены и изучены структурно-морфологические изменения различных порошков после сверхтонкого измельчения методами растровой электронной микроскопии и рентгеновского микроанализа. Доказано, что при тонком измельчении гетерогенных материалов, особенно содержащих металлы, для учета артефактов пробоподготовки при аналитических исследованиях твердых проб и разработке технологических процессов необходимо проводить контроль продукта измельчения методами растровой электронной микроскопии и рентгеновского микроанализа.
-
Дата отправки2021-03-30
-
Дата принятия2021-05-26
-
Дата публикации2021-09-20
Повышение эффективности автономных электротехнических комплексов нефтегазовых предприятий
- Авторы:
- Б. Н. Абрамович
- И. А. Богданов
В соответствии с Энергетической стратегией до 2035 г. обоснована возможность повышения эффективности использования энергии вторичных энергоресурсов в виде попутного нефтяного и отработанного газов путем повышения коэффициента использования энергии первичного энергоносителя до 90-95 % посредством когенерационных установок с бинарным циклом генерации электроэнергии и тригенерационных систем с использованием энергии отработанного газа для охлаждения потока воздуха на входе газотурбинных установок. Показаны условия поддержания номинальной мощности основного генератора при вариации показателей температуры окружающей среды. Представлена эффективная топология электротехнических комплексов в многосвязной системе электроснабжения нефтегазовых предприятий по условию надежности, позволяющая увеличить коэффициент готовности на 0,6 %, среднюю наработку на отказ на 33 %, вероятность безотказной работы на 15 % и уменьшить среднее время восстановления системы на 40 %. Рассмотрено применение параллельных активных фильтров для повышения качества электроэнергии и снижения провалов напряжения до 0,1 с при их использовании в автономных электротехнических комплексах нефтегазовых предприятий. Доказана возможность обеспечения бесперебойного электроснабжения при применении тиристорных систем автоматического ввода резерва. Проведен сравнительный анализ для оценки влияния параллельных активных фильтров и тиристорных систем автоматического ввода резерва на основные показатели надежности систем электроснабжения нефтегазовых предприятий.
-
Дата отправки2020-05-13
-
Дата принятия2021-05-21
-
Дата публикации2021-09-20
Повышение эффективности технологической подготовки производства комплектующих для изготовления оборудования минерально-сырьевого комплекса
Увеличение объемов выпуска комплектующих для производства оборудования, предназначенного для добычи нефти и газа, является ключевым фактором для анализа существующих технологических процессов и поиска новых технологических решений для повышения эффективности производственного процесса и качества комплектующих. В статье представлена имитационная модель, предназначенная для определения рациональных технологических параметров обработки для производства детали «Корпус центратора». Основой оптимизации рабочего цикла поточной линии является синхронизация, основанная на принципе пропорциональности, которая предполагает уравнивание продолжительности всех технологических операций с ритмом поточной линии. Синхронизация технологических операций на поточной линии производится за счет выбора рациональных параметров резания для каждого технологического перехода (скорости резания, подачи, количества рабочих переходов). Деталь «Корпус центратора» изготавливается из титанового сплава ВТ16, обладающего высокой прочностью, коррозийной стойкостью и пластичностью. Для рассматриваемой детали были определены допустимые значения параметров резания на основе расчета суммарной погрешности обработки, а также периодичность замены изношенного режущего инструмента. Описанная в статье имитационная модель позволила повысить эффективность производственного процесса за счет синхронизации технологических операций и поиска рациональных технологических параметров, а также повысить качество изготовления детали «Корпус центратора» за счет анализа погрешности обработки при различных параметрах технологического процесса.
-
Дата отправки2021-03-11
-
Дата принятия2021-05-21
-
Дата публикации2021-09-20
Влияние солнечной энергетики на развитие горнодобывающей отрасли в Республике Куба
Куба традиционно считается страной со слабо развитой промышленностью. Удельный вес горной и металлургической промышленности в валовом объеме промышленного производства республики невелик – порядка 3 % ВВП. Разработка месторождений и добыча никелевых руд являются значимой отраслью экономики Республики Куба, так как наибольшие запасы никеля и кобальта на Североамериканском континенте находятся на территории страны. Фактором роста данного сектора экономики может послужить развитие энергосистемы страны. Ввиду климатических особенностей и невозможности интегрирования в энергосистему новых мощностей путем строительства гидроэлектростанций перспективным направлением является солнечная энергетика. Определение возможности применения систем слежения за солнцем для повышения выработки электроэнергии солнечными электростанциями является одной из основных задач, с которой сталкиваются инженеры и специалисты по возобновляемым источникам энергии. В настоящее время на Кубе не существует систем слежения за солнцем, способных предоставить информацию для оценки эффективности этой технологии на территории страны. Отсутствие необходимых технологий, а также высокая стоимость разработки солнечных электростанций с системами слежения ограничивают повсеместное внедрение подобных комплексов. Отсюда вытекает задача создания недорогой экспериментальной модели, позволяющей проводить оценку эффективности применения систем трекинга в конкретных погодных условиях Республики Куба. Данная модель позволит в будущем повысить эффективность электротехнических комплексов с солнечными электростанциями, обеспечивающих электроснабжение объектов минерально-сырьевого комплекса и других регионов.
-
Дата отправки2021-03-05
-
Дата принятия2021-04-28
-
Дата публикации2021-09-20
Обоснование рациональной конструкции исполнительного органа тоннелепроходческого щита для условий шахт Метростроя Санкт-Петербурга
- Авторы:
- Д. А. Юнгмейстер
- А. И. Ячейкин
В статье рассмотрены особенности проходки перегонных тоннелей в сложных горно-геологических условиях Метростроя Санкт-Петербурга с использованием современных тоннелепроходческих щитов компании Herrenknecht с гибридными исполнительными органами, оснащенными резцовым и шарошечным породоразрушающими инструментами. Проанализирована работа гибридного исполнительного органа при проходке по неоднородному забойному массиву, состоящему из кембрийской глины с прослойками известняка. Выполнены теоретические и экспериментальные исследования виброактивных шарошек, графическое представление зависимости глубины их внедрения от осевого усилия и осевого усилия совместно с прикладываемой ударной нагрузкой (зависимости глубины внедрения интерпретируются линейной зависимостью). Теоретически и экспериментально подтверждено повышение интенсивности разрушения неоднородного забойного массива, состоящего из кембрийской глины и прослоек известняка при использовании виброактивных породоразрушающих инструментов (шарошек), при этом рост скорости проходки определяется в зависимости от числа их параметров. Рассмотрена конструкция, описаны принцип работы и методика силового расчета роторного исполнительного органа, оснащенного виброактивными шарошками, на основании которой построена номограмма зависимости крутящего момента и производительности тоннелепроходческого щита от скорости подачи исполнительного органа на забой.
-
Дата отправки2021-03-13
-
Дата принятия2021-05-21
-
Дата публикации2021-09-20
Кадастровая оценка лесных земель с учетом степени развитости их инфраструктуры
В статье обоснована необходимость совершенствования методики кадастровой оценки лесных земель и изменения принципов расчета арендной ставки лесных земель, на основе которой в будущем будет определяться арендная плата за пользование этими землями. Приведена методика определения кадастровой стоимости лесных земель с учетом степени развитости их инфраструктуры. Рассмотрена инфраструктура земель лесного фонда и приведен алгоритм оценки такой инфраструктуры посредством геоинформационного моделирования. Представлена методика вычисления комплексного интегрального показателя (коэффициента развитости инфраструктуры), которая применима для дифференциации земель, покрытых и непокрытых древесной растительностью, для эффективного и рационального управления ими. Комплексный интегральный показатель определяет доступность лесных участков, так как учитывает расположение объектов инфраструктуры лесного фонда по отношению к участкам оценки, что позволяет получить информацию о затратах времени на преодоление необходимого пространства. Данная методика может быть применима для оценки качества и состояния существующей инфраструктуры лесного сектора при реализации мероприятий в рамках Стратегии развития лесного комплекса, предусматривающих поддержку и строительство инфраструктурных объектов на землях лесного фонда. Методика прошла апробацию в Балтийском участковом лесничестве Балтийско-Белозерского таежного района, в результате получена карта развитости инфраструктуры лесного фонда в границах оценки дифференцирования по рассчитанному интегральному показателю развитости инфраструктуры, получена регрессионная модель расчета ставки арендной платы с учетом таксационной ценности и интегрального показателя развитости инфраструктуры, рассчитана кадастровая стоимость земель лесного фонда с учетом разработанной модели.
-
Дата отправки2020-07-29
-
Дата принятия2021-03-29
-
Дата публикации2021-09-20
Критический анализ методических подходов к оценке устойчивости арктических нефтегазовых проектов
Освоение углеводородных ресурсов Арктики является одной из приоритетных задач, стоящих перед экономикой Российской Федерации, однако подобные проекты несут и существенные риски для экологии близлежащих регионов. Масштабное освоение углеводородных ресурсов в Арктике должно основываться на принципах устойчивого развития, предполагающих наличие баланса между социально-экономическими преимуществами и экологическими рисками. Целью данной работы является анализ пробелов в научных знаниях по вопросам оценки устойчивости арктических нефтегазовых проектов (НГП) и систематизация ключевых проблемных элементов подобных оценок. Анализ проводился в разрезе четырех ключевых элементов, определяющих целесообразность реализации арктических НГП в контексте устойчивого развития: экономическая эффективность, общественные эффекты, экологическая безопасность и доступность технологий. Методика проведения библиометрического анализа, включающего более 15227 источников из базы Scopus за 2005-2020 гг., основана на рекомендациях PRISMA к составлению систематических обзоров и мета-анализов. Была построена карта методических проблем оценки устойчивости арктических НГП, разделенная на четыре ключевых сектора: учет факторов, определяющих устойчивость; оценка устойчивости; интерпретация результатов оценки; управление устойчивостью. Эта карта может являться основой для проведения серии точечных исследований, нацеленных на ликвидацию существующих конкретных методологических недостатков концепции устойчивого развития, применительно к арктическим НГП.