Gas mixture explosion as a tool for generating impulsive disturbances

В. О. Поляковський

doi:10.24028/gzh.v43i4.239968

Автор(и)

В. О. Поляковський Інститут геофізики ім. С.І. Субботіна НАН України, Україна

DOI:

https://doi.org/10.24028/gzh.v43i4.239968

Анотація

У статті розглянуто розробку пристрою для генерування імпульсних збурень у ґрунтових масивах. Як джерело імпульсних збурень запропоновано використовувати енергію вибуху ацетиленово-кисневої газової суміші, що знаходиться під високим тиском. На основі стандартної методики вимірювання механічних напружень з використанням п’єзоелектричних датчиків отримано поля напружень у ґрунті, які виникають за дії вибуху газової суміші. Встановлено, що залежності максимальних напружень у ґрунтовому масиві від наведеної відстані до джерела під час дії газових зарядів, що знаходяться під високим тиском, є степеневими функціями. Отримано коефіцієнти степеневих функцій, якими апроксимуються ці експериментальні залежності. Порівняння згасань максимальних радіальних напружень з відстанню , отриманих за дії вибухів газового заряду низького тиску і заряду, заповненого газовою сумішшю під високим тиском, вказує на їх подібність. Проведено аналіз сучасних методів використання вибухових і невибухових джерел для генерування сейсмічних хвиль під час досліджень у пошуковій геофізиці. Детально проаналізовано існуючі на сьогодні конструктивні джерела сейсмічних хвиль, що використовуються у сейсморозвідці. Вказано на недоліки та переваги вибухових та невибухових імпульсних джерел сейсмічних хвиль. Одними з переваг запропонованих джерел хвиль є їх низька вартість і мобільність. Для роботи з такими джерелами немає потреби в отриманні спеціальних дозволів на їх використання. Отримані результати дають змогу розширити сферу застосування газової детонації, зокрема , використовувати її як альтернативне джерело сейсмічних хвиль. Запропонований спосіб є перспективним для застосовування у пошуковій геофізиці та під час досліджень властивостей ґрунтових масивів.

Посилання

Ivashin, V.V., Ivannikov, N.A., & Uzbekov, K.Kh. (2013). To question about the creation a portable pulse of non-explosive seismic source with electrodynamic drive. Izvestiya Samarskogo nauchnogo tsentra Rossiyskoy akademii nauk, 15(4), 75—81 (in Russian).

Kakenov, K.S. (2012) Modern methods of soil compaction by explosive effects. Analysis of the consequences of emergency explosions. Karaganda: Edition of the Karaganda Economic University, 361 p. (in Russian).

Kendzera, O.V., Mykulyak, S.V., Semenova, Yu.V., & Skurativskyi, S.I. (2020). Modeling of seismic response of soil layer within the frame-work of nonlocal model of continuous medium Geofizicheskiy Zhurnal, 42(3), 47—58. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v42i3.2020.204700 (in Ukrainian).

Nikolaev, Y.A., Vasilyev, A.A. & Ulyanitskiy, B.Y. (2003) Gas detonation and its application in engineering and technologies (review). Fizika goreniya i vzryva, 39(4), 22—54 (in Russian).

Obrubov, V.A. (2016). Inverted gravity source of seismic vibrations. International scientific journal «Innovative Science», (4), 137—140 (in Russian).

Nagorniy, V.P., & Denisyuk, I.I. (2015). Pat. 103516 Ukraine. Sectional torpedo for blasting of the bottomhole zone of the oil and gas reservoir Publ. 12/25/2015, Bull. № 24 (in Ukrainian).

Nagorniy, V.P., Mykulyak, S.V., Polyakovskyi, V.O., & Gorovenko, A.P. (2017). Pat. 113305 Ukraine. Method of gas-pulse treatment of water intake wells Publ. 25.01.2017, Bull. № 2 (in Ukrainian).

Polyakovskyi, V.O., & Gorovenko, A.P. (2018). Pat. 126733 Ukraine. Device for restoration of water intake wells. Publ. 10.07.2018, Bull. № 13 (in Ukrainian).

Polyakovskyi, V.O. (2018). Pat. 134374 Ukraine. Gas-pulse device for restoration of water intake wells. Publ. 10.05.2019, Bull. № 9 (in Ukrainian).

Polyakovskyi, V.O., Mykulyak, S.V., & Polyakovska, T.S. (2019). Pat. 136848 Ukraine. Method of gas-pulse treatment of oil and geotechnical wells.. Publ. 10.09.2019, Bull. № 17 (in Ukrainian).

Kostyuchenko, V.N., Kocharyan, G.G., & Svintsov, I.S. (2003). Pat. 2199660 Russia. A device for multiple generation of seismic waves in a rock mass. Publ. 27.02.2003, Bull. № 6 (in Russian).

Efimov, V.N. (2009). Pat. 2377603 Russia. Seismic pneumatic emitter. Publ. 27.12.2009, Bull. №36 (in Russian).

Fedotov, I.G., Prokhorov, N.G., & Detkov, V.A. (2012). Pat. 2457511 Russia. Source of seismic waves. Publ. 27.07.2012, Bull. № 21 (in Russian).

Kosolapov, A.F., Safiullin, G.G., & Khasanov, R.M. (2013). Pat. 2485551 Russia. Borehole seismic source. Publ. 20.06.2013, Bull. № 17 (in Russian).

Grannik, B.Y., Shevelev, V.A., & Andreev, V.K. (1978). Pat. 60392 USSR. Installation of gas detonation. Publ. 25.04.1978 (in Russian).

Frolov, S.M. (2008). Combustion Science and Problems of Modern Energy. Rossiyskiy khimicheskiy zhurnal, 52(6), 129—134 (in Russian).

Kharlamov, Y.A. (2017). Development of gaseous detonation technologies. Visnyk skhidnoukrayins’koho natsional’noho universytetu imeni Volodymyra Dalya, (7), 114—131 (in Russian).

Kharlamov, Yu.A., & Budagyants, N.A. (1998). Detonation-gas processes in industry. Lugansk: Publ. House of East Ukrainian State University, 223 p. (in Russian).

Khmelevskoy, V.K., Gorbachev, Yu.I., Kalinin, A.V., Popov, M.G., Seliverstov, N.I., & Shevni, V.A. (2004). Geophysical research methods. Petropavlovsk-Kamchatsky: Kamchatka State Pedagogical University Publ. House, 232 p. (in Russian).

Shneerson, M.B., Luginets, A.I., Andreev, V.K., & Asan-Dzhalalov, A.G. (1992). Non-explosive sources of seismic vibrations. Moscow: Nedra, 240 p. (in Russian).