Санкт-ПетербургСолнечно+4°C

Наука и техника

Эколого-геохимическая оценка почв в зоне техногенных объектов

Записки Горного института
Целью данного исследования являлось получение диагностических признаков и критериев распределения тяжелых металлов в техногенно-нарушенных почвах в зоне промышленных объектов в зависимости от их измененных геохимических свойств, позволяющих закреплять химические элементы в ландшафтах (образование геохимических барьеров). На основе геоэкологической оценки выявлены нарушения буферных свойств почв, что проявляется в изменении ионного состава, защелачивании, повышении pH, сульфатно-хлоридном засолении. Это формирует щелочной барьер на пути распространения тяжелых металлов, например, для Cu, Pb, Zn, N, способствует их аккумуляции и последующей концентрации в слое почвы за счет обменных взаимодействий химических элементов с катионами Na+, K+, Cа2+. Насыщение почвенной среды сульфатами также повышает вероятность закрепления металлов в почвенном слое. Показано, что в техногенно-измененных почвах внутрипрофильная почвенная миграция нефтепродуктов (одного из наиболее распространенных загрязнителей промышленных территорий) и химических элементов происходит до глубины 30-50 см, где формируется техногенный барьер в виде нефтепродуктов на глинистом сорбционном слое. Обнаружена прямая зависимость содержания нефтепродуктов в почве от суммы токсичных сульфатных и хлоридных солей. Совокупность выявленных факторов создает условия для взаимообусловленного фиксирования поступающих на поверхность загрязняющих веществ и химических элементов, в том числе тяжелых металлов, формируя спонтанные техногенно обусловленные геохимические барьеры в зоне промышленных производств. Обнаруженные эффекты являются обоснованием для создания на практике искусственных геохимических барьеров на пути миграции как загрязняющих веществ, так и ценных компонент с целью их последующего извлечения из почв при разработке соответствующего способа извлечения.

Разработка виброакустического модуля для тонкой очистки буровых растворов

Записки Горного института
Проблемным является вопрос о многократном использовании бурового раствора. Для повторного использования необходимо раствор качественно очистить от твердых шламов по классу 0,04-0,07 мм. Анализ существующих технологий и оборудования показал, что схемы регенерации бурового раствора достаточно сложны в эксплуатации и дороги. В мировой практике наметилась тенденция по созданию универсального оборудования, позволяющего за один цикл обработки наиболее полно очищать буровой раствор по тонким классам. В работе предложен инновационный виброакустический модуль для очистки буровых растворов от шламов. Креативным элементом предложения является воздействие виброакустических колебаний на буровой раствор, проходящий через сетчатый элемент. При этом около сетки возникают специфические эффекты, за счет которых повышаются производительность и эффективность процесса. Представлена конструкция виброакустического аппарата и принцип его работы. Важным элементом предложения является то, что колебание создается поршнями, соединенными между собой тягами и расположенными по разные стороны от сетки. Данная дипольная система обеспечивает возбуждение переменных давлений разной полярности до сетки и после нее. Приведены результаты промышленных испытаний виброакустического модуля при обслуживании буровой установки БУ-75-БрЭ. Обнаружена зависимость производительности и эффективности установки от амплитуды колебаний. Определен оптимальный динамический диапазон воздействия (от 5,5 до 6,5 мм). Анализы показали, что в составе очищенного бурового раствора максимальный размер частиц твердой фазы не превышал 0,04 мм. Проведенные промышленные испытания подтвердили возможность применения виброакустического модуля для очистки промывочной жидкости и разработки на его основе безамбарной технологии бурения.

Численное моделирование напряженно-деформированного состояния участка газопровода с отводами холодного гнутья по данным внутритрубной диагностики

Записки Горного института
Знание текущего напряженно-деформированного состояния какого-либо участка или конструкции трубопровода позволяет принимать обоснованные решения по их эксплуатации, техническому обслуживанию и ремонту, а также по прогнозированию технического состояния. Рассматривается задача определения характеристик напряженно-деформированного состояния участка газопровода, имеющего отводы холодного гнутья (ОХГ) по данным внутритрубной диагностики (ВТД). Гнутая часть ОХГ характеризуется наличием остаточных напряжений и деформаций в стенке отвода, которые вносят долю своего влияния в общий уровень напряженно-деформированного состояния газопровода, работающего под действием внешних и внутренних нагрузок. Используя результаты внутритрубной диагностики, численным моделированием и решением определено изменение значений продольных напряжений и показана необходимость учета остаточных напряжений в зоне упругопластических деформаций отводов холодного гнутья.

Естественная вентиляция газового пространства в резервуаре с понтоном

Записки Горного института
В статье рассматриваются вопросы безопасной эксплуатации вертикальных стальных резервуаров с понтоном при хранении в них легкоиспаряющихся нефтепродуктов. Цель работы – исследование влияния площади вентиляционных проемов и скорости ветра на продолжительность нахождения вертикальных резервуаров с понтоном во взрывоопасном состоянии. Изучено влияние размеров вентиляционных патрубков и скорости ветра на продолжительность нахождения резервуара во взрывоопасном состоянии. Предложена методика расчета этого времени. Показано, что естественная вентиляция газового пространства резервуара обусловлена действием двух сил, образующихся за счет: 1) разности плотностей паровоздушной смеси в резервуаре и наружного воздуха; 2) ветрового давления, возникающего на крыше резервуара. Получен алгоритм расчета продолжительности нахождения резервуара во взрывоопасном состоянии при ветровом давлении и отсутствии ветра. Чем больше разность геодезических отметок центрального и периферейных патрубков, тем эффективнее вентиляция. Это расстояние будет наибольшим, если нижние вентиляционные патрубки расположить на верхнем поясе резервуара или оборудовать резервуар продухом. Увеличение скорости ветра более 10 м/с существенно не влияет на продолжительность нахождения резервуара во взрывоопасном состоянии. Увеличение диаметра центрального патрубка с 200 до 500 мм позволяет значительно сократить продолжительность дегазации резервуара в безветренную погоду.

Возможности ликвидации открытой эрупции буровыми инструментами

Записки Горного института
Важнейшие виды сырья для разных отраслей промышленности – нефть и природный газ. С увеличением потребления растет спрос на бурение и качество добычи. Поэтому для разведки и добычи углеводородов необходимы не только первоклассная техника и технологическое оборудование, но и квалифицированный персонал. Разведка и бурение, добыча углеводородов, как и любая другая отрасль, не могут избежать несчастных случаев, аварий и чрезвычайных происшествий. Наихудшим видом аварии на скважинах, несомненно, является открытое извержение добываемого полезного ископаемого. Открытая эрупция может привести к серьезным ранениям персонала буровой установки, повреждению и ликвидации оборудования, негативному влиянию на окружающую среду и к потере добываемого полезного ископаемого. Разведочное бурение может вызвать возникновение давления и его дальнейшие проявления. При первом глубоком бурении может не быть достаточной информации о пробуренных горизонтах. Если в продуктивном горизонте давление залегающей жидкости выше, чем гидростатическое давление столба жидкости в скважине (например, бурового раствора), то пластовые флюиды проникают в скважину и перемещаются в направлении поверхности, что вызывает открытую эрупцию. Персонал буровых установок должен быть надлежащим образом подготовлен, чтобы иметь возможность по различным признакам распознать наличие давления и эффективно реагировать на ситуацию. Иногда под влиянием человеческого фактора или отказа техники все-таки возникает открытая эрупция. В статье рассмотрены возможности ликвидации открытой эрупции буровыми инструментами.

Развитие представлений о строении и нефтегазоносности территории непско-ботуобинской антеклизы и прилегающей части предпатомского прогиба

Записки Горного института
Рассмотрены различные варианты тектонического районирования юго-западных территорий Республики Саха (Якутия). С 1975 г. здесь выделяется северная часть Непско-Ботуобинской антеклизы, которая контролирует одноименную нефтегазоносную область. Непско-Ботуобинская нефтегазоносная область является одной из уникальных территорий в составе древней Сибирской платформы. Углеводородный потенциал ее разведан лишь частично. При анализе эволюции представлений о строении Непско-Ботуобинской антеклизы видно, что по мере появления новых данных о ее глубинном строении почти синхронно увеличиваются запасы нефти и газа. В настоящее время здесь сосредоточена почти вся сырьевая база нефтяной и газовой промышленности, созданной в республике.