-
Дата отправки2023-02-07
-
Дата принятия2023-06-20
-
Дата публикации2024-02-29
Происхождение карбонатно-силикатных пород Порьей губы (Лапландско-Колвицкий гранулитовый пояс) по результатам анализа стабильных изотопов (δ18O, δ13C)
- Авторы:
- Д. П. Крылов
- Е. В. Климова
В составе гранулитов Порьей губы Лапландско-Колвицкого пояса Фенноскандинавского щита наблюдаются карбонатно-силикатные породы неясного происхождения. Цель настоящей работы – реконструкция возможных источников вещества и условий метаморфических преобразований этих пород на основе изучения изотопного состава кислорода и углерода в сочетании с моделированием условий фазовых равновесий. Результаты изотопного анализа и литохимических реконструкций показывают, что карбонатно-силикатные породы Порьей губы сформировались в результате метаморфизма осадков (возможно, мергелей), изотопный состав которых соответствовал докембрийским диагенетически преобразованным карбонатам (δ18O ≈ 17,9 ‰, SMOW и δ13C ≈ –3,4 ‰, PDB). Химический состав варьировал в зависимости от соотношения карбонатного, глинистого и обломочного компонентов. Существенные изменения изотопного состава при метаморфизме обусловлены реакциями разложения первичных карбонатов (доломита, сидерита, анкерита) с образованием CO2 и последующей дегазацией. При этом δ18O и δ13C кальцита в изотопном равновесии с CO2 понижаются до 15 ‰ (SMOW) и –6 ‰ (PDB) соответственно. Контроль изотопного состава ограничивается локальными реакциями в пределах отдельных разновидностей пород, что исключает значимое влияние магматических и (или) метасоматических процессов.
-
Дата отправки2023-04-04
-
Дата принятия2023-06-20
-
Дата публикации2024-02-29
Редкие элементы в силикатных минералах метеорита Бородино (Н5)
- Авторы:
- К. Г. Суханова
Обсуждается геохимия главных (EPMA) и редких (SIMS) элементов в оливине, низко-Са пироксене и мезостазисе порфировых и колосниковых хондр, а также пироксен-оливиновом агрегате и матрице равновесного обыкновенного хондрита Бородино (Н5). Различий в содержании главных элементов в силикатных минералах хондр и матрицы метеорита не обнаружено. Минералы порфировой оливин-пироксеновой и колосниковой хондр отличаются повышенным содержанием редких элементов, что отражает быстрое остывание расплава хондры в газово-пылевом облаке и согласуется с экспериментальными данными. Редкоэлементый состав низко-Са пироксена зависит от расположения зерна пироксена внутри хондры (центр, край, матрица), а состав мезостазиса – от самого вида объекта (порфировая, колосниковая хондры, пироксен-оливиновый агрегат). Выявлена обедненность редкими элементами низко-Са пироксена из края хондр по сравнению с центром и матрицей метеорита. Край хондры подвержен взаимодействию с окружающим газом в газово-пылевом облаке, что могло приводить к обмену умеренно летучими редкими элементами в низко-Са пироксене и к обедненности этими элементами относительно пироксена центра хондры или матрицы метеорита. Мезостазис колосниковой и порфировой оливин-пироксеновой хондр обогащен редкими элементами относительно мезостазиса порфировой оливиновой хондры и пироксен-оливинового агрегата, что может отражать быструю скорость остывания этих объектов или их большую подверженность термальному метаморфизму, приводящему к раскристаллизации стекла хондры в плагиоклаз. Однако следов повышенного воздействия термального метаморфизма на эти объекты не наблюдается. Полученные результаты свидетельствуют об отсутствии следов уравновешивания редкоэлементного состава силикатных минералов равновесных хондритов.
-
Дата отправки2022-06-25
-
Дата принятия2023-06-20
-
Дата публикации2024-02-29
Определение точности нивелирных ходов по данным ГНСС/нивелирования и гравитационной модели Земли SGG-UGM-2 в некоторых типичных районах Вьетнама
- Авторы:
- Буй Тхи Хонг Тхам
- Фи Чыонг Тхань
В статье описано определение точности нивелирных ходов с помощью Глобальной навигационной спутниковой системы/нивелирования трех классов и данных гравитационной модели Земли SGG-UGM-2 в регионах Вьетнама путем расчета разницы между измеренными аномалиями высоты и моделью пар точек. Расчет производился на основе общего количества точек трех классов для четырех регионов (99 в Северо- Западном регионе, 34 в Дельте Красной реки, 130 на Центральном Нагорье и 96 в Дельте Меконга) с нивелирными ходами. В каждом регионе число пар точек составляет 189, 92, 294 и 203 соответственно. Результаты расчета точности нивелирных ходов показали, что их большинство является удовлетворительным (классы I-IV и техническое нивелирование). Определение точности нивелирных ходов полностью применимо к другим районам, если точки имеют одновременно эллипсоидальную высоту и высоту нивелирования, а также может помочь менеджерам и геодезистам в прогнозировании точности точек высоты, когда нивелирные ходы соединены.
-
Дата отправки2022-05-20
-
Дата принятия2023-04-03
-
Дата публикации2024-02-29
Влияние углекислого газа на основные геотехнические критерии качества и стоимость приготовления закладки из цементной пасты
В настоящее время наблюдается глобальный рост использования цементированной пасты (цементной твердеющей закладки) при выполнении различных горных работ. Поскольку стоимость связующего портландцемента достаточно высока, необходимы решения, позволяющие сократить использование цемента без чрезмерного снижения качества цементополимерных бетонов (ЦПБ). Поскольку диоксид углерода используется в запатентованных процессах формовки песка, данное исследование основано на физико-химической способности CO2 улучшать затвердевание консолидированных неорганических материалов. Оценивались влияние диоксида углерода на одноосное сжатие (UCS) и стоимость подготовки стандартных образцов CPB (ASTM C109). Стоимость подготовки ограничивалась стоимостью портландцемента. Материалом для закладки служили хвосты из кварцевого песка с 4,5 % портландцемента в качестве связующего вещества и водоцементным отношением 7,6. Для контрольных образцов использовалась дистиллированная вода с pH 5,4, а переменное количество углекислого газа растворялось в дистиллированной воде для получения насыщенной углекислым газом воды со значениями pH 3,8; 4 и 4,2. Чем ниже pH насыщенной углекислым газом воды, тем выше концентрация CO2. Испытания UCS проводились на образцах после затвердевания в течение 3, 7, 28 и 90 дней. Наблюдалось увеличение прочности и сокращение времени затвердевания при увеличении концентрации углекислого газа. Образцы, приготовленные на насыщенной углекислым газом воде с pH 3,8, имели почти вдвое большую прочность, чем образцы, приготовленные на дистиллированной воде с pH 5,4. Это означает, что большее количество растворенного CO2 соответствует более высокой прочности ЦПБ, что подтверждается уравнениями линии тренда для графического моделирования зависимости прочности от времени затвердевания. Можно ожидать, что при включении диоксида углерода ЦПБ с гораздо меньшим количеством связующего вещества достигнет требуемого UCS. Экономия затрат равна среднему снижению расхода портландцемента в 0,61 %. При расчете на весь срок эксплуатации рудника это дает значительную экономию в миллионы долларов.
-
Дата отправки2021-02-09
-
Дата принятия2023-09-20
-
Дата публикации2024-02-29
Анализ опыта применения предварительно сшитых полимерных гелей при разработке высокообводненных эксплуатационных объектов в условиях низкотемпературных нефтяных пластов
- Авторы:
- С. В. Галкин
- Ю. А. Рожкова
В зарубежной практике нефтедобычи в условиях высокой обводненности продукции скважин применяется технология закачки в нагнетательные скважины суспензии частиц предварительно сшитого геля – preformed particle gel (PPG). После набухания частицы полимера становятся эластичными и способны проникать по высокопроницаемым обводненным интервалам в удаленную зону пласта, образуя полимерную «пробку». Отечественный опыт применения данной технологии к настоящему времени практически ограничен тестированием зарубежных составов. Возможности применения технологии PPG рассмотрены для геолого-технологических условий высокообводненных месторождений Пермского края. В статье предложены реагенты PPG, эффективные в условиях низкотемпературных пластов (20-35 °С) и при относительно высокой минерализации пластовой воды (более 200 г/л). Анализ мирового опыта применения технологии PPG позволил выделить принципиальную схему закачки реагента, установить варианты последовательности закачки частиц PPG различного размера, а также возможности регулирования морфологических характеристик частиц полимерного геля при синтезе в зависимости от пористости и проницаемости коллектора. Необходимым условием технологии является возможность удаления частиц PPG после обработки из призабойной зоны пласта, для чего проведены испытания композиции брейкера на основе персульфата натрия с синергирующими добавками. Технология PPG эффективна в условиях пластов с высокой гетерогенностью по проницаемости. Для нефтяных месторождений Пермского края выделены два типа потенциально перспективных для реализации PPG высокообводненных эксплуатационных объектов. К первому типу относятся карбонатные турне-фаменские залежи с выраженной макротрещиноватостью, для которых задачей PPG является кольматация промытых крупных трещин. Второй тип – терригенные визейские залежи c повышенной вязкостью нефти от 5 до 100 мПа∙с и высокой проницаемостью коллекторов (> 0,5 мкм2). Для обоих типов залежей подобраны участки, перспективные для реализации технологии PPG.
-
Дата отправки2022-05-17
-
Дата принятия2023-04-03
-
Дата публикации2024-02-29
Повышение качества концентрата во флотационном обогащении низкосортного угля
- Авторы:
- С. А. Кондратьев
- Т. А. Хамзина
Доля углей высоких стадий метаморфизма с низким содержанием золы, влаги и серы в общей массе добываемых углей незначительна. Основная часть добываемых углей сравнительно низкого качества (бурые, каменные: длиннопламенные и газовые). В условиях возрастания требований к экологической чистоте угольной продукции их эффективное использование возможно только при улучшении технологических свойств. Рассмотрен вопрос повышения показателей флотационного обогащения низкосортного угля на основе механизма работы физически сорбированного собирателя в элементарном акте флотации. Раскрыты причины повышения выхода концентрата с сохранением низкого содержания золы в результате применения сочетания собирателей с отличающимися физическими свойствами. Показано, что поверхностная активность по отношению к границе раздела «газ – жидкость» и плотность сорбции гетерополярного реагента определяют его собирательные свойства. На основе зависимости извлечения от поверхностной активности установлена связь между собирательной активностью химического соединения и строением его молекул. Применение композиции собирателей с отличающимися значениями поверхностной активности открывает возможность изменения ее собирательных и селективных свойств. Механизм работы физически сорбированного собирателя может быть базой для разработки рекомендаций по изменению извлечения и зольности концентрата, выбору оптимальных соотношений поверхностных активностей по отношению к границе раздела «газ – жидкость» собирателей, содержащихся в композиции.
-
Дата отправки2022-08-10
-
Дата принятия2023-02-28
-
Дата публикации2024-02-29
Выбор необходимого количества промывочных переводников в специальной компоновке и исследование их работы при бурении радиально-разветвленных каналов секционными винтовыми двигателями
Задача выноса шлама на поверхность при строительстве наклонно направленных и горизонтальных скважин, сильно искривленных радиальных каналов является актуальной. Для стабильной работы технической системы «Перфобур» предлагается использовать промывочный переводник, обеспечивающий эффективную очистку ствола канала от выбуренной породы. Рассмотрены две схемы компоновки технической системы «Перфобур», состоящие из двух семиметровых гибких труб, винтового забойного двигателя, долота и одного промывочного переводника в первой схеме и двух во второй. Для каждой схемы выполнено CFD-моделирование с целью определения давлений и скоростей. Установлено, что более эффективным является использование в компоновке двух промывочных переводников. Для подтверждения численного эксперимента проведены стендовые испытания. Было определено, что разработанный промывочный переводник может эжектировать до 25 % прокачиваемой промывочной жидкости. Стендовые испытания полноразмерной технической системы «Перфобур» для бурения 14-метровых каналов с двумя промывочными переводниками показали, что осевая нагрузка на винтовой забойный двигатель, создаваемая гидронагружателем, составила 3000 Н, а перепад давления в зависимости от подачи – 1,5-2,0 МПа. Это позволяет двигателю работать в режиме максимальной мощности.
-
Дата отправки2023-11-27
-
Дата принятия2023-12-27
-
Дата публикации2024-02-29
Физико-химические аспекты и углеродный след получения водорода из воды и углеводородов
Физико-химические аспекты определяют эффективность и конкурентоспособность технологий производства водорода. Особенно актуален показатель водопотребления, так как вода является одним из основных источников водорода практически во всех методах его производства. В статье на основе опубликованных исследований и фактических данных производственных установок проанализированы сравнительные показатели водопотребления для различных технологий. Объем водопотребления зависит от качества исходной воды, что необходимо учитывать при реализации водородных проектов в целях минимизации негативного воздействия на окружающую среду. На основе действующей промышленной установки продемонстрирован материальный баланс производства водорода паровым риформингом, что позволило определить долю водорода (48,88 %), получаемую из воды. В настоящее время большую значимость приобретает показатель углеродного следа, отражающий выбросы парниковых газов по всей производственной цепочке. По результатам оценки суммарных выбросов парниковых газов производства водорода паровым риформингом (около 10,03 кг CO2-экв/кг H2) определен углеродный след водорода из воды (4,2-4,5 кг CO2-экв/кг H2) и водорода из метана (15,4-15,7 кг CO2-экв/кг H2). Следовательно, почти половина водорода, получаемого методом парового риформинга, производится из воды, соответствует показателям «низкоуглеродного» водорода и может рассматриваться как «возобновляемый» водород. Для принятия управленческих решений необходима объективная оценка водорода с точки зрения затрат энергии и воды на основе системного анализа, так как с развитием водородной энергетики и ростом объемов общемирового производства водорода влияние указанных показателей на круговорот воды и мировые водные ресурсы будет увеличиваться.
-
Дата отправки2022-10-31
-
Дата принятия2023-04-21
-
Дата публикации2024-02-29
Исследование свойств и действия полиэлектролитов при очистке сливов обогатительной фабрики
Организация внутрифабричного водооборота на горно-перерабатывающих предприятиях, когда отходы и сливы производства не направляются во внешнее хвостохранилище, представляет собой актуальную экологическую и экономическую задачу. Возврат даже части воды в технологический процесс после предварительной очистки значительно сократит объем загрязненных вод, сбрасываемых в хвостохранилища, что позволит снизить энергозатраты на транспортировку отходов и негативный эффект на окружающую среду. Одним из отходов, направляемых в хвостохранилище при обогащении руды Ковдорского месторождения, является слив сгустителей подготовки питания апатитовой флотации. С целью выбора эффективного режима очистки слива проведена оценка действия полиакриламидных флокулянтов. Показано, что с частицами апатита и кальцита более эффективно взаимодействует анионный флокулянт. Это определяет его преимущество при очистке от взвешенных частиц. Проведена необходимая оценка влияния остаточной концентрации флокулянта на процесс апатитовой флотации, куда попадет часть возвращаемой очищенной воды. По сравнению с флотацией на оборотной воде наблюдается снижение извлечения Р2О5 в равный по качеству апатитовый концентрат. Для получения требуемых показателей обогащения на очищенной воде необходима корректировка расходов собирателя (жирных кислот таллового масла) и депрессора (жидкого стекла).
-
Дата отправки2023-07-07
-
Дата принятия2023-09-20
-
Дата публикации2024-02-29
Изотерма и кинетическая адсорбция частиц рисовой шелухи как модельного адсорбента для решения проблем устойчивой добычи золота в результате выщелачивания ртути
Одним из методов извлечения золота в кустарной и мелкомасштабной золотодобыче является ртутная амальгамация. Однако использование ртути представляет серьезную опасность для здоровья и окружающей среды и не позволяет добиться оптимальной эффективности извлечения золота. В данной работе представлена возможность использования рисовой шелухи в качестве прототипа адсорбента для удаления ртути при ее выщелачивании в условиях горно-добывающей промышленности. Для обоснования проведенного анализа рисовая шелуха была исследована методами ИК-спектроскопии с Фурье-преобразованием, сканирующей электронной микроскопии, электронно-дисперсионной рентгеновской спектроскопии и анализа Брунауэра – Эммета – Теллера. Для изучения процесса удаления Hg из водных растворов были проведены серийные адсорбционные эксперименты, эффективность которых оптимизировалась по различным параметрам: время контакта, дозировка рисовой шелухи и начальная концентрация ртути. Также были проведены кинетические и изотермические исследования. Кинетическая адсорбция анализировалась с использованием псевдопервого и псевдовторого порядков. Кроме того, изотермы адсорбции анализировались с использованием десяти моделей изотерм адсорбции (Ленгмюра, Фрейндлиха, Темкина, Дубинина – Радушкевича, Флори – Хаггинса, Фаулера – Гуггенхайма, Хилла – де Бура, Йовановича, Харкина – Джура и Халси). Количество поглощенной ртути увеличивалось с ростом времени контакта, массы адсорбента и начальной концентрации ртути. Кинетическая модель псевдовторого порядка оказалась наилучшей моделью для описания процесса адсорбции. Анализ полученных результатов показывает, что адсорбция объясняется образованием монослоя без латерального взаимодействия между адсорбатом и адсорбентом. Кроме того, за счет неоднородного распределения пор происходит образование мультислоев, что обусловливает механизм заполнения пор. Обнаружено, что изотермы близки к моделям Йовановича, а максимальная адсорбционная емкость рисовой шелухи составила 107,299 мг/г. Таким образом, рисовая шелуха может стать перспективным вариантом для очистки сточных вод благодаря быстрой и эффективной удаляющей способности, а также доступности и экологичности. Прогнозные термодинамические исследования с использованием модели изотерм Флори – Хаггинса показывают, что процесс адсорбции является эндотермическим, самопроизвольным и протекает с участием физорбции. Результаты исследования показывают, что при использовании рисовой шелухи в качестве адсорбента происходит утилизация сельскохозяйственных отходов, таким образом решается актуальная задача утилизации в рамках Целей устойчивого развития ООН.
-
Дата отправки2022-09-30
-
Дата принятия2023-02-13
-
Дата публикации2024-02-29
Повышение эффективности систем улавливания паров нефти при товарно-транспортных операциях на нефтеналивных терминалах
- Авторы:
- В. В. Пшенин
- Г. С. Закирова
Рассмотрена проблема потерь от испарения легких фракций углеводородов при погрузке судов танкерного флота. Установлено, что в открытых источниках единого подхода к моделированию системы «танкер – трубопровод отвода газовой фазы – установка рекуперации паров» не существует. Отсутствие общепризнанной модели делает невозможным научно-обоснованное применение средств сокращения потерь и разработку соответствующих мероприятий. Динамика роста давления во внутренней емкости танкера описывается дифференциальным уравнением, учитывающим нестационарный характер процесса. Уравнение преобразовано к безразмерному виду и исследовано относительно критериев подобия данной системы. Такое исследование позволило однозначно установить общий характер изменения давления во внутренней емкости танкера и прогнозировать пиковые значения его роста на начальном этапе операции погрузки. Полученные уравнения апробированы на данных реальных погрузок танкеров и показали удовлетворительную сходимость с экспериментальными данными. На разных этапах операции погрузки компонентный состав паров меняется, что показано в результате хроматографического анализа газовой смеси. Располагая моделью вытеснения углеводородных паров из внутренней емкости танкера, стало возможным предложить мероприятия по минимизации негативного воздействия на окружающую среду и возврату ценных паров продукта в технологическую цепочку транспорта.
-
Дата отправки2022-05-20
-
Дата принятия2023-06-20
-
Дата публикации2024-02-29
Повышение качества цеолитсодержащих пород Восточного Забайкалья на основе применения направленных энергетических воздействий
Приведены результаты исследований по изучению возможности применения направленного воздействия ускоренными электронами на цеолитсодержащие породы Восточного Забайкалья для повышения эффективности отделения цеолитов от породообразующих минералов методом электромагнитной сепарации. Анализируется эффективность вскрытия цеолитовых минералов с применением воздействия потоком ускоренных электронов. Отражены результаты сухой электромагнитной сепарации цеолитсодержащих пород, установлены зависимости извлечения железосодержащих минералов из цеолитсодержащих пород электромагнитной сепарацией от напряженности магнитного поля при различных классах крупности. Определены основные методы обогащения и рудоподготовки цеолитсодержащих пород. Представлена технологическая схема переработки цеолитсодержащих пород, основанная на применении обработки ускоренными электронами на стадии рудоподготовки, обеспечивающая существенное повышение качества цеолитовой продукции.
-
Дата отправки2022-09-30
-
Дата принятия2023-04-03
-
Дата публикации2024-02-29
Оптимизация расположения многозабойной скважины в тонкой нефтяной оторочке, осложненной наличием обширной газовой шапки
- Авторы:
- К. О. Томский
- М. С. Иванова
Удельная доля запасов трудноизвлекаемого углеводородного сырья неуклонно растет. Поиск технологий, позволяющих повысить коэффициент извлечения углеводородов, является одной из самых актуальных задач, стоящих перед нефтегазовой отраслью. Один из методов увеличения охвата запасов нефти и повышения нефтеотдачи пласта – применение технологии бурения многозабойных скважин с траекторией fishbone. В Российской Федерации скважина, обладающая наибольшей разветвленностью, пробурена на территории Республики Саха (Якутия) на Среднеботуобинском нефтегазоконденсатном месторождении. Основной объект разработки – ботуобинский горизонт (пласт Бт). Около 75 % геологических запасов пласта сосредоточено в тонкой нефтяной оторочке со средней толщиной нефтенасыщенного слоя в 10 м с обширной газовой шапкой. Данное обстоятельство является одним из основных осложняющих факторов при разработке Среднеботуобинского НГКМ. Для подобного рода сложных скважин одним из наиболее важных этапов проектирования является определение оптимального расположения скважины fishbone в нефтенасыщенном пласте. В статье показаны результаты секторного моделирования в условиях Среднеботуобинского месторождения по определению оптимального расположения многозабойных скважин на симуляторе Tempest.
-
Дата отправки2022-10-30
-
Дата принятия2023-09-20
-
Дата публикации2024-02-29
Комбинированный метод фиторемедиации и электрообработки для очистки загрязненных территорий нефтяного комплекса
Масштабность загрязнения земель нефтяными отходами обуславливает необходимость применения экономичных и эффективных методов их рекультивации. Фиторемедиация – один из наиболее простых методов, но обладает рядом ограничений, поэтому перед ее проведением зачастую требуется дополнительная подготовка территории. Интерес представляют предварительная электроподготовка и последующий высев специальных фиторемедиантов. Пропускание через объем почвы постоянного электрического тока под небольшим напряжением удаляет токсиканты из глубоких почвенных слоев даже в случае обводнения, а также снижает их содержание в верхнем слое, где расположена корневая система растений, что создает более комфортные условия для фиторемедиантов. Адекватно подобранные виды растительности обеспечат доочистку почвы, улучшат ее структуру и воздушный обмен. Приведены результаты исследований по двум направлениям. Эксперименты по изучению устойчивости растений к различному загрязнению почвенного субстрата сырой нефтью позволили установить пороговые значения контаминации, при которых целесообразен посев конкретного вида, и выбрать оптимальные фитомелиоранты. Изучение очистки нефтесодержащего грунта в монокатодоцентрической электрохимической установке с фиксированием основных характеристик (концентрации нефтепродуктов, температуры грунта, вольт-амперных характеристик) позволяет прорабатывать технические мероприятия по подготовке территорий с учетом особенностей ландшафта к фиторемедиации.
-
Дата отправки2022-07-10
-
Дата принятия2023-06-20
-
Дата публикации2024-02-29
Математическое моделирование электрического поля внутритрубного диагностического зонда катодно-поляризуемого трубопровода
Рассмотрена математическая модель внутритрубного контроля состояния сопротивления изоляции катодно-поляризуемых магистральных продуктопроводов по данным электрометрии. Актуальность работы обусловлена возможностью создания внутритрубных индикаторов дефектов внутренней изоляции магистральных трубопроводов для хорошо проводящих электрический ток транспортируемых жидкостей и расширения за счет этой информации функционала систем мониторинга и управления станций катодной защиты магистральных продуктопроводов. Отличительные особенности математической модели: учет влияния электропроводности транспортируемой жидкости на распределение электрических полей; учет влияния сопротивления внешнего и внутреннего изоляционного покрытия; использование электрического поля внутритрубного диагностического зонда для контроля качества внутренней изоляции. Практическая значимость заключается в развитии методов моделирования управляющих подсистем электрохимических систем защиты магистральных трубопроводов от коррозии и разработке специального математического и алгоритмического обеспечения систем мониторинга и управления режимами работы станций катодной защиты магистральных продуктопроводов.