-
Дата отправки2021-10-19
-
Дата принятия2021-11-30
-
Дата публикации2021-12-17
Перспективное технологическое решение по отбору проб донных отложений подледникового озера Восток: актуальность и постановка задач исследований
Подледниковое озеро Восток в Антарктиде является уникальным природным объектом, всестороннее исследование которого предполагает отбор проб воды и пород донной поверхности. Для дальнейшего изучения озера необходимо бурение новой скважины доступа и разработка экологически безопасных технологий его исследования. В статье рассмотрены реализованные, а также находящиеся в стадии разработки технологии отбора проб пород донной поверхности подледниковых озер. Все рассмотренные технологии соответствуют требованиям экологической безопасности ведения работ и обеспечивают отбор проб. Авторами предложена альтернативная технология, основанная на использовании шагающего устройства и благодаря своей мобильности позволяющая произвести селективный отбор проб пород с большой площади, используя при этом только одну скважину доступа. Рассмотрены основные задачи, которые необходимо решить для реализации предложенной технологии. Материалы представлены коллективом авторов, имеющих многолетний опыт буровых работ на станции «Восток» в Антарктиде и опытно-конструкторских работ по проектированию оборудования и нестандартных средств механизации для сложных горно-геологических и климатических условий.
-
Дата отправки2021-06-08
-
Дата принятия2021-11-30
-
Дата публикации2021-12-17
Управление ресурсами подземных вод на трансграничных территориях (на примере Российской Федерации и Эстонской Республики)
- Авторы:
- Е. И. Головина
- А. В. Гребнева
Подземные воды, являясь одним из источников водоснабжения, важнейшим полезным ископаемым и геополитическим ресурсом, в условиях нарастающего ухудшения качества поверхностных вод нередко становятся единственным источником обеспечения населения питьевой водой высокого качества, защищенным от загрязнения. Трансграничные подземные воды находятся в центре внимания исследователей-гидрогеологов по ряду причин, в том числе в связи с сокращением и загрязнением водных ресурсов в результате хозяйственной деятельности. Обострение противоречий между государствами из-за проблем с трансграничными водными ресурсами вызвало необходимость разработки международных правовых документов по вопросам, касающимся предотвращения конфликтов, связанных с водой, и устойчивого использования пресных вод. В рамках анализа проблемы правового регулирования добычи подземных вод из трансграничных водоносных горизонтов и комплексов предлагается рассмотреть данный аспект на примере России. Выявлены проблемы регулирования рационального использования и охраны пресной воды в двусторонних договорах Российской Федерации; разработана методика управления добычей подземных вод на территории трансграничного водоносного горизонта, определены размеры, параметры и факторы, влияющие на формирование трансграничной зоны (на основе исследований и анализа водозаборной деятельности в пограничных территориях Российской Федерации и Эстонской Республики).
-
Дата отправки2021-08-05
-
Дата принятия2021-11-30
-
Дата публикации2021-12-17
Морозкинское золоторудное месторождение (южная Якутия): возраст и источники рудного вещества
В работе представлены результаты комплексного изотопно-геохимического (Re-Os, Pb и δ 34 S) исследования сульфидной минерализации Морозкинского месторождения. Рудные зоны месторождения локализованы в сиенитовом массиве горы Рудная, который расположен в пределах Центрально-Алданского рудного района (южная Якутия). Золоторудная минерализация представлена прожилково-вкрапленной, реже жильной минерализацией и проявлена в кислотных низкотемпературных метасоматитах – березитах (Qz-Ser-Ank-Py). Впервые получена оценка возраста золотого оруденения ~ 129 ± 3 млн лет, которая свидетельствует о синхронности гидротермального рудного процесса в березитах, сформировавшего месторождение Морозкинское, и магматической кристаллизации сиенитов горы Рудная (~130 млн лет назад). Начальный изотопный состав осмия изученных сульфидов указывает на смешанный, мантийно-коровый, источник вещества сульфидной минерализации. Новые данные по изотопному составу свинца сиенитов свидетельствуют о преобладании свинца мантийной природы и несущественной роли свинца нижней коры, тогда как изотопный состав свинца пирита указывает на присутствие вещества верхнекорового источника при генезисе рудного минерала. Значения δ 34 S сульфидов изменяются от –2,3 до +0,6 ‰ и указывают на преимущественно магматический источник серы в рудах.
-
Дата отправки2020-08-20
-
Дата принятия2021-11-30
-
Дата публикации2021-12-17
Индикаторная роль редких и редкоземельных элементов Северо-Западного рудопроявления марганца (ЮАР) в генетической модели гипергенных марганцевых месторождений
- Авторы:
- А. Н. Евдокимов
- Б. Л. Пхарое
Проанализировано содержание ряда редких и редкоземельных элементов в породах Северо-Западного рудопроявления марганца, приуроченного к неоархейским доломитам серии Мальмани Трансваальского бассейна. Выполнен анализ 30 образцов марганцевых руд и вмещающих пород методами ICP-MS и XRF. Для расчета и нормирования данных использован геохимический стандарт – средние значения постархейского австралийского глинистого сланца (PAAS). Отношения содержаний элементов относительно PAAS обнаруживают присутствие аномалии легких редкоземельных элементов в марганцевых рудах. Положительные аномалии содержания Ce и отрицательные аномалии содержания Y свидетельствуют о гидрогенетическом типе осадкообразования рудных минералов из марганцевоносных водных растворов. Это согласуется с соотношениями элементов: Ce и Y SN /Ho SN , Ce и Nd, Fe – Mn – (Co + Ni + Cu)∙10. Отчетливая корреляция содержаний редкоземельных элементов в марганцевых конкрециях и в подстилающих Мальманийских доломитах указывают на их тесную генетическую связь. Отрицательные Ce и положительные Y аномалии в минералах марганцевого вада указывают на различия условий их образования. Марганцевый вад образовался раньше остальной части руды при активном участии микроорганизмов.
-
Дата отправки2021-03-18
-
Дата принятия2021-11-30
-
Дата публикации2021-12-17
Оценка деформаций при строительстве эскалаторных тоннелей метрополитена способом искусственного замораживания грунтов для стадии формирования ледопородного ограждения
- Авторы:
- Е. М. Волохов
- Д. З. Мукминова
Работа посвящена изучению процессов сдвижений и деформаций поверхности при строительстве эскалаторных тоннелей метрополитена способом искусственного замораживания грунтов. Рассмотрены особенности технологии строительства и замораживания, характеристики пород, в которых производится проходка эскалаторных тоннелей. Представлены данные специально организованных, натурных маркшейдерских наблюдений за деформациями на земной поверхности. Определены основные факторы, влияющие на деформационные процессы в замороженной толще слоистого неоднородного массива с наклонной выработкой, показана сложность прогнозной задачи и необходимость упрощения расчетной схемы. Работа ориентирована на оценку наименее изученных геомеханических процессов пучений-поднятий и деформаций в периоды активной и пассивной стадий замораживания. При изучении процессов сдвижений земной поверхности и породного массива использовался метод конечных элементов и анализ полученных данных c использованием натурных наблюдений за сдвижениями. Для моделирования предложена упрощенная расчетная схема, позволяющая учитывать неравномерное влияние замораживаемых пород неоднородной слоистой толщи массива с крупной наклонной тоннельной выработкой. Показана удовлетворительная сходимость данных натурных маркшейдерских наблюдений на земной поверхности и результатов моделирования геомеханических процессов для периода активной и пассивной стадий замораживания. Предложенная схема расчета рекомендована для прогноза деформаций на стадиях подземного строительства, характеризующихся развитием на поверхности наиболее опасных для зданий и сооружений деформаций растяжения.
-
Дата отправки2021-11-30
-
Дата принятия2021-11-30
-
Дата публикации2021-12-17
Инновационные способы контроля пылевзрывобезопасности горных выработок
Обеспечение пылевзрывобезопасности при подземной угледобыче – одна из важнейших задач служб промышленной безопасности и охраны труда. Основным методом предупреждения взрывов угольной пыли, оседающей в горных выработках, является обработка их инертной сланцевой пылью (осланцевание). К традиционным способам контроля качества осланцевания относятся радиоизотопный, оптический и химический. Для их реализации приборы оснащают экологически вредными радиоактивными элементами, дорогостоящими оптическими датчиками, осушителями и сменными колбами с химическими реактивами, что увеличивает стоимость проведения анализа и его продолжительность. Погрешность измерений указанными приборами 10 % и более. Основной целью исследования является разработка и обоснование нового способа контроля пылевзрывобезопасности горных выработок, который будет лишен недостатков отмеченных выше способов. Предлагается проводить оценку качества осланцевания принципиально новым способом – термогравиметрическим. Способ отработан на пыли угольных шахт Кузбасса и Воркутинского бассейна, включая пробы пыли, отобранные в шахтах с реально произошедшими взрывами. В статье приведены результаты экспериментальных исследований процессов термической деструкции смесей угольной и инертной пыли. Выделены непересекающиеся интервалы термогравиметрической реакции: выход влаги (35-132 °С); выход летучих веществ из угля (380-580 °С); термодеструкция известняка с выходом углекислого газа (650-850 °С). Рассмотрены методы и математические зависимости для обработки значимых и качественных идентификационных характеристик термогравиметрических кривых при определении содержания негорючих компонентов в осланцованной пробе шахтной пыли.
-
Дата отправки2021-06-22
-
Дата принятия2021-11-30
-
Дата публикации2021-12-17
Повышение эффективности извлечения РЗМ из технологических растворов в процессе переработки апатитового сырья
Вопросы комплексной переработки минерального сырья актуальны вследствие обеднения имеющихся сырьевых запасов и с возможностью использования технологических отходов, которые образуются в процессе переработки сырьевых источников, для получения ценных компонентов. В технологической схеме переработки апатитового концентрата сернокислотным способом образуется большое количество фосфогипса со средним содержанием легких редкоземельных металлов (РЗМ) 0,032-0,45 %. При обработке фосфогипса растворами серной кислоты часть РЗМ переходит в сульфатный раствор, из которого возможно проводить их извлечение с применением ионообменного способа. В работе изучен сорбционный процесс извлечения легких РЗМ (празеодима, неодима и самария) в виде анионных сульфатных комплексов состава [Ln(SO 4 ) 2 ] – на полистирольном анионите АН-31. Исследования проводились в статических условиях при соотношении жидкой и твердой фаз 1:1, рН 2, температуре 298 K и исходной концентрации РЗМ в растворах от 0,83 до 226,31 ммоль/кг. Термодинамическое описание изотерм сорбции проводилось методом, основанным на линеаризации уравнения действующих масс, модифицированным для реакции ионного обмена. В результате проведенных расчетов получены значения констант ионообменного равновесия для Pr, Nd, Sm, а также значения изменения энергии Гиббса для процесса ионного обмена сульфатных комплексов РЗМ на анионите АН-31 и значения полной емкости анионита. Рассчитанные коэффициенты разделения свидетельствуют о низкой селективности анионита АН-31 для легких РЗМ, однако анионит может использоваться для эффективного извлечения суммы легких РЗМ. На основании среднего значения константы ионообменного равновесия легких РЗМ рассчитаны параметры сорбционной установки с псевдоожиженным слоем анионита.
-
Дата отправки2020-09-15
-
Дата принятия2021-11-30
-
Дата публикации2021-12-17
Оценка эффективности технологий извлечения тонкого золота на примере титаномагнетитовых пляжевых россыпей западного побережья Камчатки
- Авторы:
- В. Е. Кунгурова
Проанализирован материал по золотоносности прибрежно-морских отложений западного побережья Камчатки, кратко охарактеризован ресурсный потенциал. Представлен обзор технологических оценок золота, полученных в результате изучения золотоносных проб, отобранных на перспективных участках прибрежно-морской полосы: от р. Большая Воровская на севере до мыса Левашова на юге. Использованы фондовые материалы, дополненные собственными исследованиями. Опробованы золотоносные отложения с очень мелким (0,05-0,1 мм) и мелким (0,1-1,0 мм) золотом, составляющим 94,6 %, а также пробы, где кроме мелкого присутствует золото размером до 2 мм и более. Содержание свободно извлекаемого золота достигало 91,9 %. В случае значительных запасов золота в россыпях открываются перспективы их промышленной разработки. Проведенные эксперименты по обогащению золотоносных прибрежно-морских отложений Западной Камчатки указывают на возможность извлечения из них свободного золота и других ценных компонентов. Наиболее эффективными для их добычи являются гравитационные технологии и современное оборудование, разработанное ОАО «Иргиредмет» и ЗАО «ИТОМАК». Экономически выгодным также может стать обогащение золотоносных образований с одновременным получением из них сразу нескольких полезных компонентов, что возможно с использованием фторидной технологии.
-
Дата отправки2021-04-30
-
Дата принятия2021-11-30
-
Дата публикации2021-12-17
Методика испытаний трубопроводных сталей на стойкость к «ручейковой» коррозии
- Авторы:
- В. И. Болобов
- Г. Г. Попов
Предложена методика испытаний трубопроводных сталей, исходя из предпосылки, что для разрушения труб промысловых нефтепроводов по механизму «ручейковой» коррозии требуется одновременное выполнение таких условий, как появление на нижней образующей трубы царапин, перерастающих со временем в канавку в виде «ручейка», обогащение эмульсии кислородом, нахождение металла стенки трубы в напряженном состоянии, наличие в водонефтяной эмульсии хлор-иона. Испытания предлагается проводить в 3 %-ном водном растворе NaCl с непрерывной аэрацией воздухом на изогнутых пластинах 150×15×3 мм, изготовленных из проката анализируемой стали, средняя часть которых находится под действием остаточных напряжений σ ост , близких к уровню максимальных эквивалентных напряжений σ экв в стенке трубы нефтепровода, с наличием на этой части с внутренней стороны пластины надреза, как инициатора дополнительных механических напряжений. С использованием значения модуля нормальной упругости анализируемой стали рассчитывается степень остаточной деформации упруго-пластического тела из этого материала, соответствующая величине σ ост ≈ σ экв , исходя из которой производится изгиб пластин до необходимой стрелы прогиба, после чего на них наносится надрез. После выдержки пластин в агрессивной среде для каждой из них анализируется увеличение глубины надреза в результате разъедания стенок агрессивной средой, из которого с учетом продолжительности испытаний рассчитывается скорость разрушения стали К по механизму «ручейковой» коррозии. Приведены значения скоростей коррозии двух марок трубопроводных сталей, установленных по предлагаемой методике. Из сравнения полученных величин К сделан вывод о более высокой стойкости к «ручейковой» коррозии стали 09Г2С.
-
Дата отправки2021-09-22
-
Дата принятия2021-11-30
-
Дата публикации2021-12-17
О возможностях создания российской высокотехнологичной компоновки низа бурильной колонны
- Авторы:
- О. В. Жданеев
- А. В. Зайцев
- Т. Т. Продан
Развитие высокотехнологичных скважинных электронных измерительных систем направлено на создание современного оборудования: телеметрии, оборудования для геофизических измерений в скважине, архитектура которых подразделяется на базовую (имеющую измерительные каналы гамма-каротажа и индуктивного сопротивления) и расширенную (имеющую радиоактивные, акустические, магнитно-резонансные и термобарометрические измерительные каналы, в том числе азимутальные методы исследования). Разрабатываются наддолотные измерительные модули, роторно-управляемые системы, совершенствуются каналы передачи информации из скважины на земную поверхность и наоборот, создается специализированное наземное оборудование с глубоко интегрированным программным обеспечением. Различные измерительные модули производятся разными компаниями, в связи с чем возникает неопределенность в возможности сопряжения измерительных модулей компаний-производителей в единый скважинный измерительный комплекс. В статье представлен анализ готовности российских нефтесервисных компаний к производству скважинного и наземного оборудования для бурения российских наклонно-направленных нефтяных и газовых скважин, отвечающего современным требованиям по точности, ресурсу и условиям эксплуатации. Рассмотрена возможность создания полностью российского скважинного высокотехнологичного оборудования и необходимые ресурсы, риски и меры их митигирования при создании современного скважинного измерительного комплекса.
-
Дата отправки2021-02-28
-
Дата принятия2021-11-30
-
Дата публикации2021-12-17
Обоснование аналитических зависимостей для гидравлического расчета транспорта высоковязких нефтей
- Авторы:
- А. К. Николаев
- Н. А. Зарипова
Одно из приоритетных направлений развития нефтегазовой отрасли – поддержание в исправном состоянии газопроводных и нефтепроводных сетей, а также развитие подключенных к трубопроводам газовых и нефтяных месторождений арктической зоны РФ – перспективного региона, ресурсный потенциал которого позволит не только обеспечить значительную часть внутренних и внешних потребностей в различных видах сырья и первичных энергоносителях, но и принесет большой экономический эффект для недропользователей и государства. Одними из наиболее привлекательных регионов арктической зоны являются минерально-сырьевые центры Надым-Пурской и Пур-Тазовской нефтегазоносных областей. Необходимо разработать научно обоснованный подход к улучшению способов транспортировки нефти от промысла к существующим магистралям. Как известно, задача повышения эффективности трубопроводного транспорта высоковязкой нефти неразрывно связана с решением задач в области теплового и гидравлического расчета трубопроводной системы. В статье представлено обоснование зависимостей гидравлического расчета нефтепроводов, транспортирующих высоковязкие нефти, проявляющие сложные реологические свойства. На основе законов гидравлики неньютоновских жидкостей предложены формулы расчета потерь напора для жидкостей, подчиняющихся закону Оствальда, показана их связь с классическими уравнениями гидравлики. Рассмотрено теоретическое обоснование прокладки лупинга для увеличения эффективности трубопроводного транспорта высоковязкой нефти с учетом полученных зависимостей для степенной жидкости.
-
Дата отправки2021-05-28
-
Дата принятия2021-11-30
-
Дата публикации2021-12-17
Особенности группирования низкопродуктивных залежей нефти в карбонатных коллекторах для рационального использования ресурсов в пределах Урало-Поволжья
- Авторы:
- В. Ш. Мухаметшин
- И. Н. Хакимзянов
Разработана методика, реализована процедура выделения однородных групп с использованием комплекса параметров, характеризующих свойства пластовых жидкостей, условия залегания, геолого-физические свойства пластов на различных уровнях иерархии. Для мониторинга и обоснования мероприятий по повышению эффективности управления разработкой предложен алгоритм идентификации залежей. Представлено обоснование выделения ассоциативных групп длительно разрабатываемых объектов с использованием параметров геологической неоднородности по различным тектонико-стратиграфическим элементам. Для снижения степени неопределенности при оценке объектов по степени и характеру геологической неоднородности предложены параметры, отражающие степень неопределенности системы с использованием комплексных характеристик. Для разных ассоциаций залежей установлено различное влияние особенностей строения объектов на степень их разделения. В процессе разбуривания залежей, по мере получения дополнительной информации об объектах разработки, необходимо уточнять характер выделяемых групп объектов в первую очередь на основе использования характеристик геологической неоднородности. Сопоставление различных вариантов группирования показывает необходимость учета геологической неоднородности объектов при их разбуривании. Выделение групп объектов с использованием ограниченного количества параметров носит приближенный характер, однако на стадии составления первых проектных документов можно решить те или иные задач, направленные на определение стратегии разработки залежей.
-
Дата отправки2021-08-10
-
Дата принятия2021-12-10
-
Дата публикации2021-12-17
Возможности учета трещиноватости каширо-верейских карбонатных объектов при планировании пропантного гидроразыва пласта
Одним из эффективных методов интенсификации добычи нефти для неоднородных каширо-верейских глинисто-карбонатных отложений Волго-Уральской нефтегазоносной провинции является пропантный гидроразрыв пласта. В статье рассмотрены перспективы реализации данной технологии на примере верейского эксплуатационного объекта Москудьинского месторождения. На основе анализа исследований керна верейских отложений выделены отличающиеся структурными особенностями литологические типы карбонатных пород. Выполнены томографические исследования образцов керна, в результате которых для некоторых литотипов установлена и изучена трещиноватость пород. В естественных геологических условиях, в зависимости от степени развития трещиноватости и технологических условий разработки, данные интервалы могут как участвовать, так и не участвовать в работе скважин. При проведении гидроразрыва пласта неработающие потенциально трещиноватые участки могут быть успешно приобщены к добыче нефти. По данным анализа гидродинамических исследований скважин, на основе модели Уоррена – Рута изучена трещиноватость верейского объекта Москудьинского месторождения. С привлечением геолого-технологических показателей разработки получена прогнозная трещиноватость, на основе которой построена схема естественной трещиноватости. На площади залежи выявлены участки развития как поровых, так и трещиноватых коллекторов. В результате статистического анализа установлено влияние трещиноватости на эффективность пропантного гидроразыва пласта. На основе линейного дискриминантного анализа разработана статистическая модель прогноза эффективности применения пропантного гидроразрыва пласта. Показано, что помимо естественной трещиноватости на результаты классификации объектов в наибольшей степени оказывают влияние удельный расход пропанта, пластовое давление, проницаемость удаленной зоны пласта и скин-эффект. На основе разработанной модели выделены перспективные для пропантного гидроразыва добывающие скважины Москудьинского месторождения.В результате статистического анализа установлено влияние трещиноватости на эффективность пропантного гидроразыва пласта. На основе линейного дискриминантного анализа разработана статистическая модель прогноза эффективности применения пропантного гидроразрыва пласта. Показано, что помимо естественной трещиноватости на результаты классификации объектов в наибольшей степени оказывают влияние удельный расход пропанта, пластовое давление, проницаемость удаленной зоны пласта и скин-эффект. На основе разработанной модели выделены перспективные для пропантного гидроразыва добывающие скважины Москудьинского месторождения.
-
Дата отправки2021-06-24
-
Дата принятия2021-11-30
-
Дата публикации2021-12-17
Разработка методики оценки процесса гидроциклонирования c учетом реологических параметров минеральной суспензии
- Авторы:
- Т. Н. Александрова
- В. А. Потемкин
Рассмотрена возможность оценки сепарации минерального сырья с учетом реологии пульпы. В качестве объекта исследования были выбраны руды Майского месторождения, отличающиеся тонкой вкрапленностью ценного компонента – золота – в минералы-носители, что обуславливает применение тонкого и сверхтонкого измельчения. Данный факт имеет важное значение, поскольку наличие тонкого класса серьезно влияет на реологию минеральной пульпы, применяемой в дальнейших операциях обогатительного цикла. Это предопределяет необходимость учета реологических параметров. Проведенное исследование обеспечивает разработку методики оценки сепарации минерального сырья в гидроциклоне на основе интерпретации данных численного и математического моделирования. С применением объектно-ориентированного языка программирования Python была разработана программа расчета эмпирических коэффициентов реологического уравнения, теоретически отражающего динамику внутренних преобразований минеральной пульпы. Принимая во внимание технологические параметры лабораторной установки с гидроциклоном и свойства руды, было выбрано три концентрации твердого в пульпе, условно соответствующих минимальному, среднему и максимальному значениям.Последовательное получение реологических уравнений для трех вариантов концентрации (400, 500 и 700 г/л) позволило вычислить критические скорости сдвига, соответствующие максимальной диспергации минеральной суспензии в потоке гидроциклона. Последующее численное моделирование с применением ПО Ansys Fluent, а также статистическая оценка скоростей сдвига при различном содержании твердого показали, что при содержании 400 г/л обеспечивается профиль скоростей сдвига в поперечном сечении гидроциклона, соответствующий максимальной диспергации минеральной суспензии.
-
Дата отправки2021-04-27
-
Дата принятия2021-11-30
-
Дата публикации2021-12-17
Закономерности электрохимической очистки нефтезагрязненных грунтов
Электрохимическая очистка нефтезагрязненных грунтов является перспективным направлением обеспечения экологической безопасности окружающей среды, так как может быть достаточно просто организована даже на участках, отдаленных от населенных пунктов. Для этого в качестве оборудования необходимы источник электроэнергии и система электродов. Возможно использование электрогенератора, если поблизости нет электроснабжающих линий. Материал электродов влияет на особенности окислительно-восстановительных процессов, что может сказываться на энергозатратах и степени очистки грунта от нефти или нефтепродуктов. Поэтому правильный выбор материалов электродов является одной из важных задач в области инжиниринга электрохимических методов очистки. Были исследованы изменения основных параметров (влажности, температуры, степени кислотности) в загрязненном нефтью модельном грунте, близком по составу к одному из нефтяных месторождений. Измерения параметров при использовании графитовых и металлических электродов осуществлялись на нескольких фиксированных участках межэлектродного пространства в зависимости от времени обработки. Установленные закономерности изменения параметров при очистке нефтезагрязненных грунтов позволяют сделать выводы об этапах электрохимического процесса, его скорости и энергоэффективности. Полученные результаты создают базу для проектирования промышленных установок по очистке грунтов.