Pub Date : 2021-09-28DOI: 10.18799/24131830/2021/9/3366
Александр Иванович Кочегуров, Дмитрий Владимирович Дубинин, Виктор Герингер
Актуальность работы. Получение количественных оценок эффективности алгоритмов анализа изображений является весьма актуальной задачей, в том числе и задача оценки эффективности контурных детекторов. Выбор надежных алгоритмов выделения контуров на изображениях волновых полей имеет особое значение при построении цифровых двойников нефтяных месторождений. Так, для изучения околоскважинного и межскважинного пространства необходимо использовать алгоритмы оконтуривания, обладающие высокой помехоустойчивостью в сложных сейсмогеологических условиях. Выбор таких алгоритмов должен быть основан на комплексном анализе качества выделяемых контуров, включающем такие элементы, как смещение, разрыв и смазывание границ. В этом плане большой интерес представляет метод получения оценок эффективности контурных детекторов на основе расчета обобщённого показателя качества выделения границ, предложенный в работе I. Boaventura и A. Gonzaga в 2009 г. Обобщённый показатель качества определён авторами статьи в виде нормы вектора в евклидовом пространстве. Одну из координат вектора составляет обратная величина метрики Прэтта, которая учитывает интегральную величину смещения элементов обнаруженного контура. Остальные координаты вектора формируются на основе бинарной классификации. В работах Д.В. Дубинина, А.И. Кочегурова и В. Герингера приведены исследования эффективности показателя качества I. Boaventura и A. Gonzaga путем вычислительного эксперимента. Эталонные изображения в процессе эксперимента аппроксимировались двумерным точечным потоком восстановления, что позволило реализовать принципы постановки эксперимента по Фишеру (принцип Рандомизации). Анализ полученных экспериментальных данных показал ряд недостатков обобщённого показателя качества A. Gonzaga и I. Boaventura. В частности, при малых отношениях сигнала к шуму (с/ш) были получены завышенные значения критерия Прэтта, что, в свою очередь, приводило к заниженным оценкам обобщённого показателя качества. Действительно, будучи чувствительным к локальным смещениям границы, критерий Прэтта плохо реагирует на пропуски элементов в разорванных контурах, что и приводит к неоправданно высоким значениям критерия при малых отношениях с/ш. Это утверждение было высказано А.В. Яскорским еще в 1987 г. и нашло свое доказательство в результатах вычислительного эксперимента. Таким образом, существует реальная необходимость повышения достоверности оценок качества детектирования, получаемых на основе обобщённого показателя I. Boaventura и A. Gonzaga. С этой целью предлагается в обобщенный показатель качества вместо критерия Прэтта ввести его модифицированный аналог (Modification Pratt's Figure of Merit), предложенный и детально рассмотренный нами в более ранних работах. Вопросам исследования обобщённого показателя I. Boaventura и A. Gonzaga с модифицированным критерием Прэтта посвящена настоящая работа. Методы и средства исследования: системный анализ, стохастическое имитационное моделирование, цифровая обработка изображений, методы виз
{"title":"МОДИФИЦИРОВАННАЯ ОЦЕНКА ПРЭТТА–ЯСКОРСКОГО В ОБОБЩЕННОМ ПОКАЗАТЕЛЕ КАЧЕСТВА АЛГОРИТМОВ КОНТУРНОГО ДЕТЕКТИРОВАНИЯ","authors":"Александр Иванович Кочегуров, Дмитрий Владимирович Дубинин, Виктор Герингер","doi":"10.18799/24131830/2021/9/3366","DOIUrl":"https://doi.org/10.18799/24131830/2021/9/3366","url":null,"abstract":"Актуальность работы. Получение количественных оценок эффективности алгоритмов анализа изображений является весьма актуальной задачей, в том числе и задача оценки эффективности контурных детекторов. Выбор надежных алгоритмов выделения контуров на изображениях волновых полей имеет особое значение при построении цифровых двойников нефтяных месторождений. Так, для изучения околоскважинного и межскважинного пространства необходимо использовать алгоритмы оконтуривания, обладающие высокой помехоустойчивостью в сложных сейсмогеологических условиях. Выбор таких алгоритмов должен быть основан на комплексном анализе качества выделяемых контуров, включающем такие элементы, как смещение, разрыв и смазывание границ. В этом плане большой интерес представляет метод получения оценок эффективности контурных детекторов на основе расчета обобщённого показателя качества выделения границ, предложенный в работе I. Boaventura и A. Gonzaga в 2009 г. Обобщённый показатель качества определён авторами статьи в виде нормы вектора в евклидовом пространстве. Одну из координат вектора составляет обратная величина метрики Прэтта, которая учитывает интегральную величину смещения элементов обнаруженного контура. Остальные координаты вектора формируются на основе бинарной классификации. В работах Д.В. Дубинина, А.И. Кочегурова и В. Герингера приведены исследования эффективности показателя качества I. Boaventura и A. Gonzaga путем вычислительного эксперимента. Эталонные изображения в процессе эксперимента аппроксимировались двумерным точечным потоком восстановления, что позволило реализовать принципы постановки эксперимента по Фишеру (принцип Рандомизации). Анализ полученных экспериментальных данных показал ряд недостатков обобщённого показателя качества A. Gonzaga и I. Boaventura. В частности, при малых отношениях сигнала к шуму (с/ш) были получены завышенные значения критерия Прэтта, что, в свою очередь, приводило к заниженным оценкам обобщённого показателя качества. Действительно, будучи чувствительным к локальным смещениям границы, критерий Прэтта плохо реагирует на пропуски элементов в разорванных контурах, что и приводит к неоправданно высоким значениям критерия при малых отношениях с/ш. Это утверждение было высказано А.В. Яскорским еще в 1987 г. и нашло свое доказательство в результатах вычислительного эксперимента. Таким образом, существует реальная необходимость повышения достоверности оценок качества детектирования, получаемых на основе обобщённого показателя I. Boaventura и A. Gonzaga. С этой целью предлагается в обобщенный показатель качества вместо критерия Прэтта ввести его модифицированный аналог (Modification Pratt's Figure of Merit), предложенный и детально рассмотренный нами в более ранних работах. Вопросам исследования обобщённого показателя I. Boaventura и A. Gonzaga с модифицированным критерием Прэтта посвящена настоящая работа. Методы и средства исследования: системный анализ, стохастическое имитационное моделирование, цифровая обработка изображений, методы виз","PeriodicalId":415632,"journal":{"name":"Izvestiya Tomskogo Politekhnicheskogo Universiteta Inziniring Georesursov","volume":"14 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2021-09-28","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"131279178","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2021-09-28DOI: 10.18799/24131830/2021/9/3371
Валентина Александровна Белкина, Ярослав Олегович Антипин, Александра Александровна Забоева
Актуальность развития методов построения трехмерных моделей начальной нефтенасыщенности обусловлена широким использованием их при решении важнейших задач нефтегазопромысловой геологии: подсчета запасов, проектирования и управления разработкой. Точность решения этих задач, в значительной степени обусловленная адекватностью и детальностью трехмерных моделей начальной нефтенасыщенности, позволяет заметно повысить эффективность извлечения углеводородов. Цель: проанализировать современное состояние алгоритмической и информационной базы трехмерного моделирования начальной нефтенасыщенности, выявить основные проблемы и наиболее перспективные направления их развития, позволяющие повысить их точность. Методы интерполяции и аппроксимации: детерминированные и стохастические, основанные на двух концепциях теории нефтегазонакопления: антиклинально-гравитационной и относительно недавно появившейся капиллярно-гравитационной. Для различных геологических ситуаций эти методы модифицируются способами использования широкого набора косвенной и априорной информации. Результаты. Выявлены основные возможности повышения точности трехмерных моделей начальной нефтенасыщенности. Во-первых, это создание методов, учитывающих наличие водонефтяных переходных зон, характерных для терригенных полимиктовых пород-коллекторов. Во-вторых, создание дискретно-непрерывных моделей, например, с классификацией по пористости. В этом подходе область моделирования разбивается на отдельные части, в каждой из которых используются свои тренды (одномерные, двумерные и трехмерные). Построение трендов основано на всем комплексе имеющейся эмпирической информации: данных РИГИС, гидродинамических исследований и результатах капиллярометрических исследований. Проклассифицированы способы проверки качества исходных данных и адекватности построенных моделей. Приведены конкретные алгоритмы создания моделей по двум наиболее перспективным направлениям развития алгоритмической базы трехмерного моделирования начальной нефтенасыщенности.
{"title":"ПОСТРОЕНИЕ ТРЕХМЕРНЫХ МОДЕЛЕЙ НЕФТЕНАСЫЩЕННОСТИ. ОСНОВНЫЕ ПРОБЛЕМЫ И ПОДХОДЫ К ИХ РЕШЕНИЮ","authors":"Валентина Александровна Белкина, Ярослав Олегович Антипин, Александра Александровна Забоева","doi":"10.18799/24131830/2021/9/3371","DOIUrl":"https://doi.org/10.18799/24131830/2021/9/3371","url":null,"abstract":"Актуальность развития методов построения трехмерных моделей начальной нефтенасыщенности обусловлена широким использованием их при решении важнейших задач нефтегазопромысловой геологии: подсчета запасов, проектирования и управления разработкой. Точность решения этих задач, в значительной степени обусловленная адекватностью и детальностью трехмерных моделей начальной нефтенасыщенности, позволяет заметно повысить эффективность извлечения углеводородов. Цель: проанализировать современное состояние алгоритмической и информационной базы трехмерного моделирования начальной нефтенасыщенности, выявить основные проблемы и наиболее перспективные направления их развития, позволяющие повысить их точность. Методы интерполяции и аппроксимации: детерминированные и стохастические, основанные на двух концепциях теории нефтегазонакопления: антиклинально-гравитационной и относительно недавно появившейся капиллярно-гравитационной. Для различных геологических ситуаций эти методы модифицируются способами использования широкого набора косвенной и априорной информации. Результаты. Выявлены основные возможности повышения точности трехмерных моделей начальной нефтенасыщенности. Во-первых, это создание методов, учитывающих наличие водонефтяных переходных зон, характерных для терригенных полимиктовых пород-коллекторов. Во-вторых, создание дискретно-непрерывных моделей, например, с классификацией по пористости. В этом подходе область моделирования разбивается на отдельные части, в каждой из которых используются свои тренды (одномерные, двумерные и трехмерные). Построение трендов основано на всем комплексе имеющейся эмпирической информации: данных РИГИС, гидродинамических исследований и результатах капиллярометрических исследований. Проклассифицированы способы проверки качества исходных данных и адекватности построенных моделей. Приведены конкретные алгоритмы создания моделей по двум наиболее перспективным направлениям развития алгоритмической базы трехмерного моделирования начальной нефтенасыщенности.","PeriodicalId":415632,"journal":{"name":"Izvestiya Tomskogo Politekhnicheskogo Universiteta Inziniring Georesursov","volume":"57 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2021-09-28","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"128085622","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2021-09-28DOI: 10.18799/24131830/2021/9/3368
Антонина Николаевна Дюрягина, Кирилл Александрович Островной, Ирина Викторовна Голодова, Зарина Нурлановна Шаймерденова, Дарья Юрьевна Козик, Алия Кайратовна Дюсикеева
Актуальность. Одной из наиболее актуальных глобальных проблем является вторичная переработка пластиковых отходов, которая невозможна без качественной тщательной промывки отработанного пластика. В настоящее время проблема вторичной переработки пластмассовых изделий поставлена особенно остро. Вследствие этого на предприятиях, ориентированных на вторичную переработку пластмасс, уделяется особое внимание подготовке исходного сырья. Наличие даже небольших количеств загрязнений приводит к ухудшению показателей качества вторичных полимеров (насыпная плотность, прочность, сыпучесть), получаемых в виде флека или регранулята. Для удаления труднорастворимых примесей различной природы используют коагулянты и флокулянты. Отсутствие единой теории применения коагулирующих реагентов и оптимальных режимных параметров водоподготовки вторичной воды влечет за собой избыточные расходы реагентов, что является как технологически, так и экономически невыгодным. При этом на подавляющем большинстве предприятий выбор режимных параметров водоочистки (концентрация реагентов, температура, время коагуляции) осуществляется чисто эмпирически. В свою очередь точный подбор количества реагентов дает возможность максимально увеличить эффективность водоподготовки и обеспечить требования стандартов по их остаточной концентрации в оборотной воде. Проблема оптимизации процесса водоподготовки является, безусловно, актуальной, так как эффективность использования коагулянтов и флокулянтов зависит от большого количества факторов. Вместе с тем использование вероятностно-детерминированного планирования позволяет научно-обосновано оптимизировать процесс очистки воды и тем самым исключить перерасход реагентов. Целью исследования является оптимизация режимных параметров очистки оборотной воды предприятия по вторичной переработке пластмасс. Методы: седиментационный анализ, метод вероятностно-детерминированного планирования. Результат. Изучены процессы коагуляции и флокуляции загрязнителей оборотной воды предприятия по вторичной переработке пластмасс. На основе использования принципов вероятностно-детерминированного планирования эксперимента проведен цикл исследований, направленный на установление режимов водоочистки оборотной воды. Установлены кинетические зависимости процесса седиментации в присутствии коагулянта сульфата алюминия и высокомолекулярного катионного низкозарядного флокулянта. Установлены оптимальные режимы коагуляции: расходы коагулянта и флокулянта, температура, продолжительность процесса коагуляции.
{"title":"ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ ВОДОПОДГОТОВКИ ОБОРОТНОЙ ВОДЫ ЗАВОДА ПО ВТОРИЧНОЙ ПЕРЕРАБОТКЕ ПЛАСТМАСС","authors":"Антонина Николаевна Дюрягина, Кирилл Александрович Островной, Ирина Викторовна Голодова, Зарина Нурлановна Шаймерденова, Дарья Юрьевна Козик, Алия Кайратовна Дюсикеева","doi":"10.18799/24131830/2021/9/3368","DOIUrl":"https://doi.org/10.18799/24131830/2021/9/3368","url":null,"abstract":"Актуальность. Одной из наиболее актуальных глобальных проблем является вторичная переработка пластиковых отходов, которая невозможна без качественной тщательной промывки отработанного пластика. В настоящее время проблема вторичной переработки пластмассовых изделий поставлена особенно остро. Вследствие этого на предприятиях, ориентированных на вторичную переработку пластмасс, уделяется особое внимание подготовке исходного сырья. Наличие даже небольших количеств загрязнений приводит к ухудшению показателей качества вторичных полимеров (насыпная плотность, прочность, сыпучесть), получаемых в виде флека или регранулята. Для удаления труднорастворимых примесей различной природы используют коагулянты и флокулянты. Отсутствие единой теории применения коагулирующих реагентов и оптимальных режимных параметров водоподготовки вторичной воды влечет за собой избыточные расходы реагентов, что является как технологически, так и экономически невыгодным. При этом на подавляющем большинстве предприятий выбор режимных параметров водоочистки (концентрация реагентов, температура, время коагуляции) осуществляется чисто эмпирически. В свою очередь точный подбор количества реагентов дает возможность максимально увеличить эффективность водоподготовки и обеспечить требования стандартов по их остаточной концентрации в оборотной воде. Проблема оптимизации процесса водоподготовки является, безусловно, актуальной, так как эффективность использования коагулянтов и флокулянтов зависит от большого количества факторов. Вместе с тем использование вероятностно-детерминированного планирования позволяет научно-обосновано оптимизировать процесс очистки воды и тем самым исключить перерасход реагентов. Целью исследования является оптимизация режимных параметров очистки оборотной воды предприятия по вторичной переработке пластмасс. Методы: седиментационный анализ, метод вероятностно-детерминированного планирования. Результат. Изучены процессы коагуляции и флокуляции загрязнителей оборотной воды предприятия по вторичной переработке пластмасс. На основе использования принципов вероятностно-детерминированного планирования эксперимента проведен цикл исследований, направленный на установление режимов водоочистки оборотной воды. Установлены кинетические зависимости процесса седиментации в присутствии коагулянта сульфата алюминия и высокомолекулярного катионного низкозарядного флокулянта. Установлены оптимальные режимы коагуляции: расходы коагулянта и флокулянта, температура, продолжительность процесса коагуляции.","PeriodicalId":415632,"journal":{"name":"Izvestiya Tomskogo Politekhnicheskogo Universiteta Inziniring Georesursov","volume":"24 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2021-09-28","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"124954584","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2021-09-28DOI: 10.18799/24131830/2021/9/3365
Александр Савельевич Глазырин, Юсуп Ниязбекович Исаев, Сергей Николаевич Кладиев, Андрей Петрович Леонов, Иван Витальевич Раков, Станислав Вячеславович Колесников, Сергей Владимирович Ланграф, Александр Александрович Филипас, Владимир Анатольевич Копырин, Рустам Нуриманович Хамитов, Владимир Захарович Ковалев
Актуальность. Нефтепогружной кабель предназначен для передачи электрической энергии от источника энергии к погружным электродвигателям установок добычи нефти. Амплитудно-частотная характеристика ненагруженного кабеля отличается резонансными пиками, локализованными в более узкой полосе частот, наличие которых позволяет корректно провести оптимизацию порядка редуцированной модели кабельной линии на основе критерия минимума ошибки. Основными способами математического описания модели нефтепогружного кабеля являются системы обыкновенных дифференциальных уравнений и системы дифференциальных уравнений в частных производных. Первый способ математического описания модели нефтепогружного кабеля, состоящей из одного элементарного четырехполюсника с продольной активно-индуктивной и поперечной активно-емкостной составляющими, позволяет произвести расчёт баланса мощностей и расчёт передачи энергии на первой гармонике, с учетом потерь на омическом (активном) сопротивлении, а также потерь в изоляции кабеля. Применение математической модели, состоящей из одного элементарного четырехполюсника, недопустимо для более сложных задач, таких как диагностика места повреждения кабеля, идентификация и оценивание параметров погружного двигателя на основе наземных измерений, управление переходным процессом погружного двигателя при пуске и других. Второй способ математического описания модели нефтепогружного кабеля основывается на «телеграфных» уравнениях в форме системы дифференциальных уравнений в частных производных. Основное достоинство такой математической модели заключается в повышенной точности анализа специфических режимов, присущих длинным электрическим линиям, таких как прямые и обратные волны, резонансные явления, возникающие при взаимном обмене энергией между электрической и магнитной компонентой электромагнитного поля и т. д. К недостаткам можно отнести технические трудности совмещения математической модели кабеля на основе системы дифференциальных уравнений в частных производных и математической модели погружного двигателя на основе системы дифференциальных уравнений в нормальной форме Коши. Также модели длинных электрических линий на основе «телеграфных» уравнений на практике крайне сложно реализовать в микроконтроллере для использования в системах реального времени, построенных на основе цифровых сигнальных процессов. С точки зрения применения динамических моделей в цифровых системах реального времени, актуальным является переход от математической модели кабеля с распределенными параметрами к математической модели кабеля с сосредоточенными параметрами, т. е. к четырехполюсникам. В то же время при таком переходе недопустимо применять математическую модель, представленную одним звеном, так как возникают неприемлемые несоответствия между работой реального объекта и математической моделью этого объекта. Это, в свою очередь, не позволяет достоверно отобразить процессы, протекающие в кабеле при питании от частотного преобразователя. Применение модели с практически б
{"title":"ОПТИМИЗАЦИЯ ПОРЯДКА РЕДУЦИРОВАННОЙ ДИНАМИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ НЕНАГРУЖЕННОГО НЕФТЕПОГРУЖНОГО КАБЕЛЯ НА ОСНОВЕ АППРОКСИМАЦИИ АМПЛИТУДНО-ЧАСТОТНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ","authors":"Александр Савельевич Глазырин, Юсуп Ниязбекович Исаев, Сергей Николаевич Кладиев, Андрей Петрович Леонов, Иван Витальевич Раков, Станислав Вячеславович Колесников, Сергей Владимирович Ланграф, Александр Александрович Филипас, Владимир Анатольевич Копырин, Рустам Нуриманович Хамитов, Владимир Захарович Ковалев","doi":"10.18799/24131830/2021/9/3365","DOIUrl":"https://doi.org/10.18799/24131830/2021/9/3365","url":null,"abstract":"Актуальность. Нефтепогружной кабель предназначен для передачи электрической энергии от источника энергии к погружным электродвигателям установок добычи нефти. Амплитудно-частотная характеристика ненагруженного кабеля отличается резонансными пиками, локализованными в более узкой полосе частот, наличие которых позволяет корректно провести оптимизацию порядка редуцированной модели кабельной линии на основе критерия минимума ошибки. Основными способами математического описания модели нефтепогружного кабеля являются системы обыкновенных дифференциальных уравнений и системы дифференциальных уравнений в частных производных. Первый способ математического описания модели нефтепогружного кабеля, состоящей из одного элементарного четырехполюсника с продольной активно-индуктивной и поперечной активно-емкостной составляющими, позволяет произвести расчёт баланса мощностей и расчёт передачи энергии на первой гармонике, с учетом потерь на омическом (активном) сопротивлении, а также потерь в изоляции кабеля. Применение математической модели, состоящей из одного элементарного четырехполюсника, недопустимо для более сложных задач, таких как диагностика места повреждения кабеля, идентификация и оценивание параметров погружного двигателя на основе наземных измерений, управление переходным процессом погружного двигателя при пуске и других. Второй способ математического описания модели нефтепогружного кабеля основывается на «телеграфных» уравнениях в форме системы дифференциальных уравнений в частных производных. Основное достоинство такой математической модели заключается в повышенной точности анализа специфических режимов, присущих длинным электрическим линиям, таких как прямые и обратные волны, резонансные явления, возникающие при взаимном обмене энергией между электрической и магнитной компонентой электромагнитного поля и т. д. К недостаткам можно отнести технические трудности совмещения математической модели кабеля на основе системы дифференциальных уравнений в частных производных и математической модели погружного двигателя на основе системы дифференциальных уравнений в нормальной форме Коши. Также модели длинных электрических линий на основе «телеграфных» уравнений на практике крайне сложно реализовать в микроконтроллере для использования в системах реального времени, построенных на основе цифровых сигнальных процессов. С точки зрения применения динамических моделей в цифровых системах реального времени, актуальным является переход от математической модели кабеля с распределенными параметрами к математической модели кабеля с сосредоточенными параметрами, т. е. к четырехполюсникам. В то же время при таком переходе недопустимо применять математическую модель, представленную одним звеном, так как возникают неприемлемые несоответствия между работой реального объекта и математической моделью этого объекта. Это, в свою очередь, не позволяет достоверно отобразить процессы, протекающие в кабеле при питании от частотного преобразователя. Применение модели с практически б","PeriodicalId":415632,"journal":{"name":"Izvestiya Tomskogo Politekhnicheskogo Universiteta Inziniring Georesursov","volume":"17 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2021-09-28","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"127334063","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2021-09-28DOI: 10.18799/24131830/2021/9/3367
Джават Курбанович Джаватов, Амир Азизович Азизов
Актуальность исследования обусловлена необходимостью расширения топливно-энергетической и минерально-сырьевой базы путем освоения возобновляемых высокопотенциальных минерализованных ресурсов месторождений термальных вод. Однако эксплуатация таких месторождений затруднена высокой степенью минерализации природных рассолов. Использование бинарных геотермальных электростанций, реализующих термодинамический цикл Ренкина для утилизации тепловой энергии, позволяет решить эту проблему и получить относительно дешевую электрическую энергию. Возникает необходимость поиска и оценки методов повышения энергоэффективности термодинамических циклов, реализуемых при разработке одного из перспективных месторождений термальных вод Дагестана – Кумухское. Положительная оценка перспектив освоения геотермальных ресурсов месторождения показывает значительный потенциал для улучшения экономической структуры региона. Цель: оценить энергоэффективность бинарной геотермальной электростанции, в основе работы которой лежит органический цикл Ренкина в докритическом и сверхкритическом циклах и в разных режимах закачки отработанного теплоносителя для Кумухского месторождения термальных вод; показать перспективность и эффективность комплексного освоения геотермальных ресурсов месторождения.Объект: геотермальные системы для электроэнергетического освоения высокопотенциальных минерализованных термальных вод месторождения. Методы исследования основаны на использовании данных геологоразведочных, гидротермальных и геохимических исследований по Кумухскому месторождению термальных вод, методов математического моделирования и оптимизации. Результаты. На примере конкретного месторождения термальных вод проведена оптимизация технологических параметров первичного контура геотермальной электростанции, оценена ее энергоэффективность в докритическом и сверхкритическом органических циклах Ренкина с низкокипящим вторичным теплоносителем. Показано, что утилизация низкопотенциальной энергии рассолов на теплонасосных установках позволяет улучшить эффективность энергетических циклов на месторождении. Проведенный анализ показывает, что создание комплексных технологий освоения высокопотенциальных минерализованных геотермальных ресурсов месторождения позволит существенно улучшить экономическую структуру региона.
{"title":"ПОВЫШЕНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ БИНАРНОЙ ГЕОЭС (НА ПРИМЕРЕ КУМУХСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ)","authors":"Джават Курбанович Джаватов, Амир Азизович Азизов","doi":"10.18799/24131830/2021/9/3367","DOIUrl":"https://doi.org/10.18799/24131830/2021/9/3367","url":null,"abstract":"Актуальность исследования обусловлена необходимостью расширения топливно-энергетической и минерально-сырьевой базы путем освоения возобновляемых высокопотенциальных минерализованных ресурсов месторождений термальных вод. Однако эксплуатация таких месторождений затруднена высокой степенью минерализации природных рассолов. Использование бинарных геотермальных электростанций, реализующих термодинамический цикл Ренкина для утилизации тепловой энергии, позволяет решить эту проблему и получить относительно дешевую электрическую энергию. Возникает необходимость поиска и оценки методов повышения энергоэффективности термодинамических циклов, реализуемых при разработке одного из перспективных месторождений термальных вод Дагестана – Кумухское. Положительная оценка перспектив освоения геотермальных ресурсов месторождения показывает значительный потенциал для улучшения экономической структуры региона. Цель: оценить энергоэффективность бинарной геотермальной электростанции, в основе работы которой лежит органический цикл Ренкина в докритическом и сверхкритическом циклах и в разных режимах закачки отработанного теплоносителя для Кумухского месторождения термальных вод; показать перспективность и эффективность комплексного освоения геотермальных ресурсов месторождения.Объект: геотермальные системы для электроэнергетического освоения высокопотенциальных минерализованных термальных вод месторождения. Методы исследования основаны на использовании данных геологоразведочных, гидротермальных и геохимических исследований по Кумухскому месторождению термальных вод, методов математического моделирования и оптимизации. Результаты. На примере конкретного месторождения термальных вод проведена оптимизация технологических параметров первичного контура геотермальной электростанции, оценена ее энергоэффективность в докритическом и сверхкритическом органических циклах Ренкина с низкокипящим вторичным теплоносителем. Показано, что утилизация низкопотенциальной энергии рассолов на теплонасосных установках позволяет улучшить эффективность энергетических циклов на месторождении. Проведенный анализ показывает, что создание комплексных технологий освоения высокопотенциальных минерализованных геотермальных ресурсов месторождения позволит существенно улучшить экономическую структуру региона.","PeriodicalId":415632,"journal":{"name":"Izvestiya Tomskogo Politekhnicheskogo Universiteta Inziniring Georesursov","volume":"36 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2021-09-28","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"116817531","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2021-09-23DOI: 10.18799/24131830/2021/9/3364
Я.Б. Легостаева, А.Г. Гололобова
Актуальность исследования обусловлена интенсивным развитием горнодобывающей промышленности на территории Западной Якутии в последний 70-летний период. В результате чего происходит загрязнение окружающей среды химическими веществами в условиях распространения многолетнемерзлых пород. В первую очередь это загрязнение почв поллютантами, которые образуются в техногенных отложениях при извлечении горных масс из недр земли при отработке коренных месторождений алмазов и остаются в почве в течение многих лет даже после ремедиации техногенно-трансформированных территорий. Настоящее исследование позволяет выявить геохимическую специфику мерзлотных почв с разной геолого-геохимической обстановкой и ее трансформацию при техногенном воздействии. Цель: изучение элементного состава и его вертикального распределения в профиле мерзлотных почв Северо-Западной Якутии, подверженных техногенному воздействию при проведении алмазодобычных работ. Объекты: криоземы – мерзлотные почвы северо-таежных ландшафтов Северо-Западной Якутии. Объекты и методы. Статья представляет результаты выполненных работ за период с 1994 по 2019 гг. на территории Далдынского кимберлитового поля, где разрабатываются открытым способом кимберлитовые трубки Удачная и Зарница и где находится Удачнинский горно-обогатительный комбинат АК «Алроса» (ПАО). Объектом изучения являлись мерзлотные почвы северо-таежных ландшафтов Северо-Западной Якутии. Почвы данного района отражают общие закономерности формирования почвенного покрова на территории исследования и входят в состав Восточно-Сибирской мерзлотно-северотаежной области бореального пояса почв России. В ходе полевых наблюдений был применен профильный подход, предполагающий сбор образцов из почвенных генетических горизонтов до границы сезонно-талого слоя. Определены знаковые содержания 23 химических элементов методом спектрального полуколичественного анализа. Результаты геохимических исследований мерзлотных почв приведены с учетом геохимии почвообразующих пород Далдыно-Алакитского горнопромышленного района. Для выявления геохимических характеристик рассчитаны коэффициенты концентрации (Кс) и коэффициенты накопления (K0–К3) исследуемых элементов в системе породы–почвы. Построены накопительные ряды, отражающие геохимическую специфику доминирующих типов почв территории исследования. Каждый из исследованных типов почв характеризуется своеобразием микроэлементного спектра. Полиэлементные ассоциации создаются в результате геохимического влияния почвообразующего субстрата. Выявлено, что территория Далдыно-Алакитского района отличается повышенными концентрациями в почвах Cr, Ni, Co, V, Сu, Pb, Li, Sr.
{"title":"ОСОБЕННОСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ В ПОЧВАХ ФОНОВЫХ И ИМПАКТНЫХ ЗОН НА УЧАСТКАХ АЛМАЗОДОБЫЧИ НА СЕВЕРО-ЗАПАДЕ СИБИРСКОЙ ПЛАТФОРМЫ","authors":"Я.Б. Легостаева, А.Г. Гололобова","doi":"10.18799/24131830/2021/9/3364","DOIUrl":"https://doi.org/10.18799/24131830/2021/9/3364","url":null,"abstract":"Актуальность исследования обусловлена интенсивным развитием горнодобывающей промышленности на территории Западной Якутии в последний 70-летний период. В результате чего происходит загрязнение окружающей среды химическими веществами в условиях распространения многолетнемерзлых пород. В первую очередь это загрязнение почв поллютантами, которые образуются в техногенных отложениях при извлечении горных масс из недр земли при отработке коренных месторождений алмазов и остаются в почве в течение многих лет даже после ремедиации техногенно-трансформированных территорий. Настоящее исследование позволяет выявить геохимическую специфику мерзлотных почв с разной геолого-геохимической обстановкой и ее трансформацию при техногенном воздействии. Цель: изучение элементного состава и его вертикального распределения в профиле мерзлотных почв Северо-Западной Якутии, подверженных техногенному воздействию при проведении алмазодобычных работ. Объекты: криоземы – мерзлотные почвы северо-таежных ландшафтов Северо-Западной Якутии. Объекты и методы. Статья представляет результаты выполненных работ за период с 1994 по 2019 гг. на территории Далдынского кимберлитового поля, где разрабатываются открытым способом кимберлитовые трубки Удачная и Зарница и где находится Удачнинский горно-обогатительный комбинат АК «Алроса» (ПАО). Объектом изучения являлись мерзлотные почвы северо-таежных ландшафтов Северо-Западной Якутии. Почвы данного района отражают общие закономерности формирования почвенного покрова на территории исследования и входят в состав Восточно-Сибирской мерзлотно-северотаежной области бореального пояса почв России. В ходе полевых наблюдений был применен профильный подход, предполагающий сбор образцов из почвенных генетических горизонтов до границы сезонно-талого слоя. Определены знаковые содержания 23 химических элементов методом спектрального полуколичественного анализа. Результаты геохимических исследований мерзлотных почв приведены с учетом геохимии почвообразующих пород Далдыно-Алакитского горнопромышленного района. Для выявления геохимических характеристик рассчитаны коэффициенты концентрации (Кс) и коэффициенты накопления (K0–К3) исследуемых элементов в системе породы–почвы. Построены накопительные ряды, отражающие геохимическую специфику доминирующих типов почв территории исследования. Каждый из исследованных типов почв характеризуется своеобразием микроэлементного спектра. Полиэлементные ассоциации создаются в результате геохимического влияния почвообразующего субстрата. Выявлено, что территория Далдыно-Алакитского района отличается повышенными концентрациями в почвах Cr, Ni, Co, V, Сu, Pb, Li, Sr.","PeriodicalId":415632,"journal":{"name":"Izvestiya Tomskogo Politekhnicheskogo Universiteta Inziniring Georesursov","volume":"20 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2021-09-23","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"132398713","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Актуальность данного исследования обусловлена, прежде всего, ростом мирового интереса к переработке низкосортных твердых горючих ископаемых – горючих сланцев, бурых углей и др. Активное использование такого вида сырья позволит диверсифицировать структуру экономики страны и увеличить общие запасы топливно-энергетических и химических ресурсов, особенно учитывая неизбежное уменьшение запасов традиционных углеводородных ресурсов – нефти и газа. По оценкам специалистов, Россия обладает большими запасами горючих сланцев, которые в основном сосредоточенны в следующих сланцевых бассейнах, млн т: Прибалтийский (10246,7), Волжский (25822,4), Вычегодский (58105,8), Тимано-Печорский (4888,0), Центральный (59,6) и др., поэтому поиск эффективных способов переработки горючих сланцев остается актуальным. Цель: определение влияния параметров процесса полукоксования горючих сланцев (температуры и продолжительности процесса) на качество получаемого сланцевого полукокса, а также изучение поведения органического вещества полученных образцов сланцевого полукокса при нагреве. Объекты: горючие сланцы Ленинградского месторождения Прибалтийского бассейна, который располагается на территориях Ленинградской, Псковской и Новгородской областей. Основные характеристики объекта исследований: влажность – 2,00 % масс, выход летучих веществ – 41,43 % масс, зольность – 50,5 % масс, действительная плотность – 1,64 г/см3. Методы. Для проведения процесса полукоксования горючих сланцев использовалась лабораторная установка по полукоксованию твердого низкосортного сырья с системой очистки газообразных продуктов от аммиака, оксида углерода и бензола. Характеристика полученных образцов сланцевых полукоксов определялась по современным отечественным и зарубежным методикам. Результаты. Приведены результаты экспериментального исследования влияния параметров процесса полукоксования горючих сланцев Ленинградского месторождения на характеристики получаемых образцов. В работе использовались два режима полукоксования: режим I – температура (450–470) °С, время выдержки (3, 5, 8 часов); режим II – (510–520) °С, время выдержки (3, 5, 8 часов). Сланцевые полукоксы, полученные при первом режиме процесса, обладают следующими свойствами: влажность (1,15…0,78) % масс, выход летучих веществ (41,50…37,05) % масс, зольность (57,56…46,30) % масс, плотность действительная (1,71…1,98) г/см3. Полукокс, полученный при втором режиме, имеет следующие характеристики: влажность (1,08…0,98) % масс, выход летучих веществ (42,8…38,98) % масс, зольность (51,56…53,95) % масс, плотность действительная (1,71…1,99) г/см3. Также установлено, что при возрастании времени процесса полукоксования наблюдается увеличение содержания компонентов неорганической составляющей полукоксов и снижение содержания углерода в органической части сланцевого полукокса. Термогравиметрические кривые полученных сланцевых полукоксов показали наличие двух экзотермических пиков, соответствующих выделению влаги и легко связанных летучих веществ (первый
{"title":"ВЛИЯНИЕ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА ПОЛУКОКСОВАНИЯ ГОРЮЧИХ СЛАНЦЕВ НА КАЧЕСТВО СЛАНЦЕВОГО ПОЛУКОКСА","authors":"Максим Юрьевич Назаренко, Светлана Николаевна Салтыкова","doi":"10.18799/24131830/2021/9/3361","DOIUrl":"https://doi.org/10.18799/24131830/2021/9/3361","url":null,"abstract":"Актуальность данного исследования обусловлена, прежде всего, ростом мирового интереса к переработке низкосортных твердых горючих ископаемых – горючих сланцев, бурых углей и др. Активное использование такого вида сырья позволит диверсифицировать структуру экономики страны и увеличить общие запасы топливно-энергетических и химических ресурсов, особенно учитывая неизбежное уменьшение запасов традиционных углеводородных ресурсов – нефти и газа. По оценкам специалистов, Россия обладает большими запасами горючих сланцев, которые в основном сосредоточенны в следующих сланцевых бассейнах, млн т: Прибалтийский (10246,7), Волжский (25822,4), Вычегодский (58105,8), Тимано-Печорский (4888,0), Центральный (59,6) и др., поэтому поиск эффективных способов переработки горючих сланцев остается актуальным. Цель: определение влияния параметров процесса полукоксования горючих сланцев (температуры и продолжительности процесса) на качество получаемого сланцевого полукокса, а также изучение поведения органического вещества полученных образцов сланцевого полукокса при нагреве. Объекты: горючие сланцы Ленинградского месторождения Прибалтийского бассейна, который располагается на территориях Ленинградской, Псковской и Новгородской областей. Основные характеристики объекта исследований: влажность – 2,00 % масс, выход летучих веществ – 41,43 % масс, зольность – 50,5 % масс, действительная плотность – 1,64 г/см3. Методы. Для проведения процесса полукоксования горючих сланцев использовалась лабораторная установка по полукоксованию твердого низкосортного сырья с системой очистки газообразных продуктов от аммиака, оксида углерода и бензола. Характеристика полученных образцов сланцевых полукоксов определялась по современным отечественным и зарубежным методикам. Результаты. Приведены результаты экспериментального исследования влияния параметров процесса полукоксования горючих сланцев Ленинградского месторождения на характеристики получаемых образцов. В работе использовались два режима полукоксования: режим I – температура (450–470) °С, время выдержки (3, 5, 8 часов); режим II – (510–520) °С, время выдержки (3, 5, 8 часов). Сланцевые полукоксы, полученные при первом режиме процесса, обладают следующими свойствами: влажность (1,15…0,78) % масс, выход летучих веществ (41,50…37,05) % масс, зольность (57,56…46,30) % масс, плотность действительная (1,71…1,98) г/см3. Полукокс, полученный при втором режиме, имеет следующие характеристики: влажность (1,08…0,98) % масс, выход летучих веществ (42,8…38,98) % масс, зольность (51,56…53,95) % масс, плотность действительная (1,71…1,99) г/см3. Также установлено, что при возрастании времени процесса полукоксования наблюдается увеличение содержания компонентов неорганической составляющей полукоксов и снижение содержания углерода в органической части сланцевого полукокса. Термогравиметрические кривые полученных сланцевых полукоксов показали наличие двух экзотермических пиков, соответствующих выделению влаги и легко связанных летучих веществ (первый ","PeriodicalId":415632,"journal":{"name":"Izvestiya Tomskogo Politekhnicheskogo Universiteta Inziniring Georesursov","volume":"44 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2021-09-23","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"125042049","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2021-09-23DOI: 10.18799/24131830/2021/9/3363
Вячеслав Иванович Максимов, Татьяна Александровна Нагорнова, Николай Ильич Куриленко, Иван Валентинович Волошко
Актуальность исследования обусловлена снижением затрат тепловой энергии на обеспечения теплового режима локальных рабочих зон в производственных помещениях, характерные размеры которых существенно (многократно) превышают размеры этих зон. Проблемы энергосбережения являются актуальными уже многие десятилетия по целому ряду объективных причин, но пока нет оснований для вывода о том, что решена большая часть задач энергосбережения, возникающих в производственной и социальной сферах. Известный достаточно давно способ локального «теплоснабжения» рабочего места относительно малых размеров с использованием газовых инфракрасных излучателей до последнего времени используется мало в связи с отсутствием научно-технической базы, обеспечивающей проведение опытно-конструкторских работ по созданию систем обеспечения теплового режима локальных рабочих мест на базе газовых инфракрасных излучателей. Цель: анализ энергоэффективности газовых инфракрасных излучателей как основных элементов систем обеспечения теплового режима локальных рабочих зон. Объекты: крупногабаритное помещение, обогреваемое газовым инфракрасным излучателем. Методы: экспериментальные измерения температур поверхности пола термопарами типа хромель–алюмель с толщиной спая 0,08 мм и фиксация данных при помощи модуля измерения температуры NI 9214 фирмы National Instruments; математическое моделирование процессов переноса тепла в многослойном полу. Результаты. Приведены результаты экспериментальных и теоретических исследований, выполненных с целью оценки эффективности использования таких систем. Эксперименты проведены в специальном боксе, воспроизводящем условия подвода теплоты от излучателя к рабочему месту малых размеров. Проведены измерения температур поверхности пола в десяти характерных точках при работе достаточно типичного излучателя средней мощности. Результаты экспериментов использовались в качестве краевых условий на границе раздела «воздух – поверхность пола бокса» при решении задач теплопроводности. По результатам экспериментальных и теоретических исследований обоснованы преимущества (по сравнению с традиционными конвективными системами отопления даже малогабаритных производственных помещений) систем обеспечения теплового режима локальных рабочих зон на базе газовых инфракрасных излучателей. Сущность этих преимуществ состоит в том, что при использовании излучателей регламентный тепловой режим обеспечивается без затрат энергии на нагрев ограждающих конструкций и воздуха за пределами рабочей зоны (которая может быть в десятки раз меньше по объему всего производственного помещения).
{"title":"АНАЛИЗ ПРЕИМУЩЕСТВ СИСТЕМ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТЕПЛОВОГО РЕЖИМА ЛОКАЛЬНЫХ РАБОЧИХ ЗОН НА ОСНОВЕ ГАЗОВЫХ ИНФРАКРАСНЫХ ИЗЛУЧАТЕЛЕЙ ПО СРАВНЕНИЮ С ТРАДИЦИОННЫМИ КОНВЕКТИВНЫМИ СИСТЕМАМИ ОТОПЛЕНИЯ","authors":"Вячеслав Иванович Максимов, Татьяна Александровна Нагорнова, Николай Ильич Куриленко, Иван Валентинович Волошко","doi":"10.18799/24131830/2021/9/3363","DOIUrl":"https://doi.org/10.18799/24131830/2021/9/3363","url":null,"abstract":"Актуальность исследования обусловлена снижением затрат тепловой энергии на обеспечения теплового режима локальных рабочих зон в производственных помещениях, характерные размеры которых существенно (многократно) превышают размеры этих зон. Проблемы энергосбережения являются актуальными уже многие десятилетия по целому ряду объективных причин, но пока нет оснований для вывода о том, что решена большая часть задач энергосбережения, возникающих в производственной и социальной сферах. Известный достаточно давно способ локального «теплоснабжения» рабочего места относительно малых размеров с использованием газовых инфракрасных излучателей до последнего времени используется мало в связи с отсутствием научно-технической базы, обеспечивающей проведение опытно-конструкторских работ по созданию систем обеспечения теплового режима локальных рабочих мест на базе газовых инфракрасных излучателей. Цель: анализ энергоэффективности газовых инфракрасных излучателей как основных элементов систем обеспечения теплового режима локальных рабочих зон. Объекты: крупногабаритное помещение, обогреваемое газовым инфракрасным излучателем. Методы: экспериментальные измерения температур поверхности пола термопарами типа хромель–алюмель с толщиной спая 0,08 мм и фиксация данных при помощи модуля измерения температуры NI 9214 фирмы National Instruments; математическое моделирование процессов переноса тепла в многослойном полу. Результаты. Приведены результаты экспериментальных и теоретических исследований, выполненных с целью оценки эффективности использования таких систем. Эксперименты проведены в специальном боксе, воспроизводящем условия подвода теплоты от излучателя к рабочему месту малых размеров. Проведены измерения температур поверхности пола в десяти характерных точках при работе достаточно типичного излучателя средней мощности. Результаты экспериментов использовались в качестве краевых условий на границе раздела «воздух – поверхность пола бокса» при решении задач теплопроводности. По результатам экспериментальных и теоретических исследований обоснованы преимущества (по сравнению с традиционными конвективными системами отопления даже малогабаритных производственных помещений) систем обеспечения теплового режима локальных рабочих зон на базе газовых инфракрасных излучателей. Сущность этих преимуществ состоит в том, что при использовании излучателей регламентный тепловой режим обеспечивается без затрат энергии на нагрев ограждающих конструкций и воздуха за пределами рабочей зоны (которая может быть в десятки раз меньше по объему всего производственного помещения).","PeriodicalId":415632,"journal":{"name":"Izvestiya Tomskogo Politekhnicheskogo Universiteta Inziniring Georesursov","volume":"1 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2021-09-23","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"129528978","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2021-09-23DOI: 10.18799/24131830/2021/9/3362
Вячеслав Васильевич Нескоромных, Марина Сергеевна Попова, Баочанг Лиу
Актуальность. Породоразрушающий инструмент, армированный резцами PDC, зарекомендовал себя как буровой инструмент с хорошими эксплуатационными показателями. Как известно из практики бурения, инструмент такого типа при правильной технологии его применения способен обеспечить высокие скорости проходки скважин и ресурс. Поэтому одним из приоритетных направлений в развитии технических средств бурения является совершенствование конструкций инструмента типа PDC. Методы проектирования бурового инструмента нового поколения должны основываться на комплексном подходе к исследованию его работы на забое. Одним из основных факторов, влияющих на эффективность реализации породоразрушающего инструмента, является сопротивление забоя. Исследованию изменения физико-механических свойств геологического разреза с глубиной повящено большое количество трудов. А жидкая среда, образовавшаяся на забое скважины в результате процесса бурения, изучена слабо. Часто, при проведении научных исследований, наличием шлама в призабойной зоне пренебрегают. Однако, учитывая особенности формы и размеры режущей части резцов PDC, сместь шлама и непрерывно движущейся промывочной жидкости может обладать определенной плотностью и создавать выталкивающее усилие, действующее на плоскость резца, и как следствие оказывать влияние на эффективность работы бурового инструмента в целом. Поэтому актуальным вопросом является исследование свойств среды, состоящей из промывочного агента, шлама и разрушенной горной породы, и определение степени ее влияния на результаты работы бурового инструмента типа PDC. Цель: определить степень влияния сил сопротивления среды, образовавшейся в призабойной зоне скважины, на процесс бурения скважин. Методы: аналитический метод, метод компьютерного имитационного моделирования. Результаты. Среда, образовавшаяся в призабойной зоне в процессе бурения скважины и состоящая из породы, шлама и промывочной жидкости, находящихся в различном состоянии, оказывает выталкивающее действие на резец, что снижает величину углубления. Показатель степени сопротивления описанной среды определяется скоростью резания, углом установки резца и плотностью ее составляющих. Полученные результаты могут быть использованы при конструировании бурового инструмента типа PDC. Изменение угла установки или формы резца может способствовать не только снижению сил сопротивления, но и улучшению разрушающей способности инструмента за счет разуплотнения породы путем интенсификации проникновения жидкости в породу.
{"title":"ВЛИЯНИЕ СРЕДЫ ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНЫ СКВАЖИНЫ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАЗРУШЕНИЯ ГОРНОЙ ПОРОДЫ РЕЗЦОМ PDC","authors":"Вячеслав Васильевич Нескоромных, Марина Сергеевна Попова, Баочанг Лиу","doi":"10.18799/24131830/2021/9/3362","DOIUrl":"https://doi.org/10.18799/24131830/2021/9/3362","url":null,"abstract":"Актуальность. Породоразрушающий инструмент, армированный резцами PDC, зарекомендовал себя как буровой инструмент с хорошими эксплуатационными показателями. Как известно из практики бурения, инструмент такого типа при правильной технологии его применения способен обеспечить высокие скорости проходки скважин и ресурс. Поэтому одним из приоритетных направлений в развитии технических средств бурения является совершенствование конструкций инструмента типа PDC. Методы проектирования бурового инструмента нового поколения должны основываться на комплексном подходе к исследованию его работы на забое. Одним из основных факторов, влияющих на эффективность реализации породоразрушающего инструмента, является сопротивление забоя. Исследованию изменения физико-механических свойств геологического разреза с глубиной повящено большое количество трудов. А жидкая среда, образовавшаяся на забое скважины в результате процесса бурения, изучена слабо. Часто, при проведении научных исследований, наличием шлама в призабойной зоне пренебрегают. Однако, учитывая особенности формы и размеры режущей части резцов PDC, сместь шлама и непрерывно движущейся промывочной жидкости может обладать определенной плотностью и создавать выталкивающее усилие, действующее на плоскость резца, и как следствие оказывать влияние на эффективность работы бурового инструмента в целом. Поэтому актуальным вопросом является исследование свойств среды, состоящей из промывочного агента, шлама и разрушенной горной породы, и определение степени ее влияния на результаты работы бурового инструмента типа PDC. Цель: определить степень влияния сил сопротивления среды, образовавшейся в призабойной зоне скважины, на процесс бурения скважин. Методы: аналитический метод, метод компьютерного имитационного моделирования. Результаты. Среда, образовавшаяся в призабойной зоне в процессе бурения скважины и состоящая из породы, шлама и промывочной жидкости, находящихся в различном состоянии, оказывает выталкивающее действие на резец, что снижает величину углубления. Показатель степени сопротивления описанной среды определяется скоростью резания, углом установки резца и плотностью ее составляющих. Полученные результаты могут быть использованы при конструировании бурового инструмента типа PDC. Изменение угла установки или формы резца может способствовать не только снижению сил сопротивления, но и улучшению разрушающей способности инструмента за счет разуплотнения породы путем интенсификации проникновения жидкости в породу.","PeriodicalId":415632,"journal":{"name":"Izvestiya Tomskogo Politekhnicheskogo Universiteta Inziniring Georesursov","volume":"1 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2021-09-23","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"117075449","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2021-09-21DOI: 10.18799/24131830/2021/9/3355
Ольга Михайловна Янченко, Тимофей Васильевич Тимкин, Валерий Гаврилович Ворошилов, Тамара Юрьевна Якич, Мансур Зиаии
В Томском районе коры выветривания развиты очень широко, установлена их золотоносность, но детального изучения минерального состава ранее не проводилось. Актуальность исследования обусловлена необходимостью выявления условий формирования кор выветривания и установления закономерностей накопления в них широкого круга минералов. Цель: изучение морфологических и химических особенностей, парагенетических ассоциаций и распространения минералов группы фосфатов, разделение на первичные, преобразованные и новообразованные, использование фосфатов в качестве минералов-индикаторов условий формирования кор выветривания и связи их с распространением золота. Объект: остаточные и переотложенные коры выветривания Томского района и содержащиеся в них минералы группы фосфатов. Методы. Кристалломорфологические особенности минералов группы фосфатов, их парагенетические ассоциации изучались микроскопически при помощи стереомикроскопа OLYMPUS SZX10, химический состав минералов определялся на РФА микроскопе HORIBA X-Ray Analytical Microscope XGT 7200 и сканирующем электронном микроскопе TESCAN VEGA 3 SBU с ЭДС OXFORD X-Max 50. Результаты. В корах выветривания Томского района установлены: 1) фосфаты группы апатита, 2) ортофосфаты редкоземельных элементов и тория и 3) алюмофосфаты группы крандаллита. По генетическому признаку фосфатные минералы разделены на группы: а) первичные терригенные фосфаты, устойчивые в корах выветривания и выделившиеся при разрушении коренных пород (монацит, ксенотим, апатит), б) преобразованные, измененные в процессе выветривания (монацит), и в) новообразованные, образованные в процессе формирования кор выветривания (монацит, куларит, флоренсит, крандаллит, гояцит, горсейксит, плюмбогуммит). Установленные в различных зонах коры выветривания ассоциации фосфатов большей частью представляют собой звенья последовательного преобразования минералов от кальциевых и редкоземельных фосфатов к алюминиевым, указывающего на возрастание кислотности среды минералообразования. В верхней части зоны гидролиза остаточной коры выветривания отмечается наибольшее накопление золота.
{"title":"ХАРАКТЕР РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ФОСФАТОВ В ЗОЛОТОНОСНЫХ КОРАХ ВЫВЕТРИВАНИЯ ТОМСКОГО РАЙОНА","authors":"Ольга Михайловна Янченко, Тимофей Васильевич Тимкин, Валерий Гаврилович Ворошилов, Тамара Юрьевна Якич, Мансур Зиаии","doi":"10.18799/24131830/2021/9/3355","DOIUrl":"https://doi.org/10.18799/24131830/2021/9/3355","url":null,"abstract":"В Томском районе коры выветривания развиты очень широко, установлена их золотоносность, но детального изучения минерального состава ранее не проводилось. Актуальность исследования обусловлена необходимостью выявления условий формирования кор выветривания и установления закономерностей накопления в них широкого круга минералов. Цель: изучение морфологических и химических особенностей, парагенетических ассоциаций и распространения минералов группы фосфатов, разделение на первичные, преобразованные и новообразованные, использование фосфатов в качестве минералов-индикаторов условий формирования кор выветривания и связи их с распространением золота. Объект: остаточные и переотложенные коры выветривания Томского района и содержащиеся в них минералы группы фосфатов. Методы. Кристалломорфологические особенности минералов группы фосфатов, их парагенетические ассоциации изучались микроскопически при помощи стереомикроскопа OLYMPUS SZX10, химический состав минералов определялся на РФА микроскопе HORIBA X-Ray Analytical Microscope XGT 7200 и сканирующем электронном микроскопе TESCAN VEGA 3 SBU с ЭДС OXFORD X-Max 50. Результаты. В корах выветривания Томского района установлены: 1) фосфаты группы апатита, 2) ортофосфаты редкоземельных элементов и тория и 3) алюмофосфаты группы крандаллита. По генетическому признаку фосфатные минералы разделены на группы: а) первичные терригенные фосфаты, устойчивые в корах выветривания и выделившиеся при разрушении коренных пород (монацит, ксенотим, апатит), б) преобразованные, измененные в процессе выветривания (монацит), и в) новообразованные, образованные в процессе формирования кор выветривания (монацит, куларит, флоренсит, крандаллит, гояцит, горсейксит, плюмбогуммит). Установленные в различных зонах коры выветривания ассоциации фосфатов большей частью представляют собой звенья последовательного преобразования минералов от кальциевых и редкоземельных фосфатов к алюминиевым, указывающего на возрастание кислотности среды минералообразования. В верхней части зоны гидролиза остаточной коры выветривания отмечается наибольшее накопление золота.","PeriodicalId":415632,"journal":{"name":"Izvestiya Tomskogo Politekhnicheskogo Universiteta Inziniring Georesursov","volume":"1 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2021-09-21","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"131194193","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
京公网安备 11010802042870号
京ICP备2023020795号-1
扫码关注我们
求助内容：
应助结果提醒方式：