Підготовка свердловин за допомогою електрогідравлічного бура та моделювання процесів теплообміну в теплообмінних елементах теплового насосу

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.285179

Ключові слова:

електрогідравлічне буріння, свердловина, теплообмінник, розрядна напруга, енергія руйнування, моделювання

Анотація

У статті розглянуто використання інноваційної електрогідравлічної технології при підготовці вертикальних ґрунтових теплообмінників для створення теплопостачання за допомогою теплових насосів. Енергія розряду в робочому діапазоні змінювалася E=900÷2600 Дж. Найбільш економічний режим роботи електрогідравлічної установки здійснюється за наступних параметрів: розрядна напруга 30÷51 кВ, ємність батареї конденсаторів 2 мкФ і міжелектродна відстань 8÷15 мм. Визначено, що оптимальна енергія руйнування природних матеріалів залежить від їх товщини. На основі досліджень встановлені межі електрофізичних параметрів підходу, за яких починається концентроване руйнування твердих порід – основних каменів. Ефективна кількість енергії для руйнування каменів товщиною 53 мм становить 900 Дж. Для каменів товщиною 78 мм має бути 2600 Дж. Якщо збільшити енергію розрядів до 1837 Дж, то йде процес повного руйнування каменів.

За допомогою електрогідравлічного бура були підготовлені вертикальні свердловини глибиною до 25 м.

Надалі були встановлені спеціальні датчики температури по довжині труб, всередині колодязя. За допомогою програмного продукту (Temp Keeper) дані з датчиків температури отримуються в режимі реального часу. Ця програма дозволяє візуально контролювати зміни температури, що відбуваються в локальній точці. Також отримані температурні та часові залежності при швидкостях теплоносія 0,2÷0,4 м/с. Значне зниження температури в свердловині та на виході спостерігалося при швидкості теплоносія 0,35 м/с протягом однієї години. Дослідження, проведене на основі отриманих даних, дозволяє досягти вищої оптимальної продуктивності буріння в порівнянні зі звичайними установками

Спонсор дослідження

  • This research is funded by the Science Committee of the Ministry of Science and Higher Education of the Republic of Kazakhstan (Grant no. AP14870433).

Біографії авторів

Bektursin Akhmadiyev, Karaganda Buketov University

Master of Physical Sciences

Department of Engineering Thermophysics named after Professor Zh. S. Akylbayev

Gaukhar Zhetimekova, Karaganda Buketov University

Candidate of Technical Sciences, Senior Lecturer

Мoldir Duisenbayeva, Karaganda Buketov University

Master of Natural Sciences

Department of Engineering Thermophysics named after Professor Zh. S. Akylbayev

Adilzada Sharzadin, Karaganda Buketov University

Candidate of Pedagogical Sciences

Department of Transport and Logistics Systems

Bekbolat Nussupbekov, Karaganda Buketov University

Candidate of Technical Sciences, Professor

Department of Engineering Thermophysics named after Professor Zh. S. Akylbayev

Посилання

  1. Song, H. Y., Chen, J. T., Sun, W. L., Li, Y. Y. (2013). Design of Monitor System for JD15 Electro-Hydraulic Controlling Drill Rig. Applied Mechanics and Materials, 385-386, 683–686. doi: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/amm.385-386.683
  2. Isakov, V. (2016). Justification of adaptable parameters of the cutting drilling tool. University News. North-Caucasian Region. Technical Sciences Series, 1, 76–79. doi: https://doi.org/10.17213/0321-2653-2016-1-76-79
  3. Proshin, I. A., Proshin, D. I., Proshina, N. N. (2012). Matematicheskaya model' obrazovatel'nogo protsessa v prostranstve vektora znaniy. XXI vek: Itogi proshlogo i problemy nastoyaschego plyus, 3 (07), 153–160.
  4. Permyakov, P. S., Repin, O. I (2018). Mathematical modeling of physical processes. Mezhdunarodnyy studencheskiy nauchnyy vestnik, 6. Available at: https://s.eduherald.ru/pdf/2018/6/19442.pdf
  5. Menin, B. (2017). Information measure approach for calculating model uncertainty of physical phenomena. American Journal of Computational and Applied Mathematics, 7 (1), 11–24. Available at: https://www.researchgate.net/publication/315491393_Information_Measure_Approach_for_Calculating_Model_Uncertainty_of_Physical_Phenomena
  6. Grigoriev, B. S., Eliseev, A. A., Pogarskaya, T. A., Toropov, E. E. (2019). Mathematical modeling of rock crushing and multiphase flow of drilling fluid in well drilling. Journal of Mining Institute, 235 (1), 16–23. doi: https://doi.org/10.31897/pmi.2019.1.16
  7. Lubega, W. N., Stillwell, A. S. (2019). Analyzing the economic value of thermal power plant cooling water consumption. Water Resources and Economics, 27, 100137. doi: https://doi.org/10.1016/j.wre.2019.01.003
  8. Su, O. (2015). Performance Evaluation of Button Bits in Coal Measure Rocks by Using Multiple Regression Analyses. Rock Mechanics and Rock Engineering, 49 (2), 541–553. doi: https://doi.org/10.1007/s00603-015-0749-3
  9. Bazhenov, V. G., Kotov, V. L. (2011). Matematicheskoe modelirovanie nestatsionarnykh protsessov udara i pronikaniya osesimmetrichnykh tel i identifikatsiya svoystv gruntovykh sred. Moscow: Fizmatlit, 208.
  10. Akhmadiev, B. A., Tatybekov, A., Shuyushbayeva, N. N., Tanasheva, N. K. (2019). Propagation of Pulsed Pressure during Electrohydraulic Drilling. Technical Physics, 64 (4), 455–457. doi: https://doi.org/10.1134/s1063784219040029
  11. Kusaiynov, K., Nusupbekov, B. R., Sakipova, S. E., Shuyushbayeva, N. N., Khasenov, А. K. (2016). Investigation of the Wear of the Metallic Part of Electrode System of Electrohydraulic Drill. Metallofizika i noveishie tekhnologii, 37 (3), 397–407. doi: https://doi.org/10.15407/mfint.37.03.0397
Підготовка свердловин за допомогою електрогідравлічного бура та моделювання процесів теплообміну в теплообмінних елементах теплового насосу

##submission.downloads##

Опубліковано

2023-08-31

Як цитувати

Akhmadiyev, B., Zhetimekova, G., Duisenbayeva М., Sharzadin, A., & Nussupbekov, B. (2023). Підготовка свердловин за допомогою електрогідравлічного бура та моделювання процесів теплообміну в теплообмінних елементах теплового насосу . Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4(1 (124), 96–103. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.285179

Номер

Том 4 № 1 (124) (2023): Виробничо-технологічні системи

Розділ

Виробничо-технологічні системи

Ліцензія

Авторське право (c) 2023 Bektursin Akhmadiyev, Gaukhar Zhetimekova, Мoldir Duisenbayeva, Adilzada Sharzadin, Bekbolat Nussupbekov

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.