Электрогидравлический эффект Л. Юткина и его применение в промышленности двю

Обновлено: 21.11.2024

Описана спроектированная и смонтированная установка для переработки комплексных соединений с использованием электрогидравлического эффекта Юткина. Представлены результаты использования этого эффекта для переработки нефтешламов. Для анализа продуктов переработки применяют методы газовой хроматографии, а также хромато-массовой и инфракрасной спектроскопии. Показано, что жидкие фракции включают парафины, изопарафины, ароматические углеводороды, нафтены, олефины и оксигенаты. Показана возможность использования данного эффекта для переработки и утилизации нефтешламов, тяжелой нефти и отвержденных нефтепродуктов.

Это предварительный просмотр содержимого подписки, доступ через ваше учреждение.

Параметры доступа

Купить одну статью

Мгновенный доступ к полной статье в формате PDF.

Цена включает НДС (Российская Федерация)
Расчет налога будет завершен во время оформления заказа.

Ссылки

У. Ш. Мусина, А.С. Васичкин, Обзор способов утилизации нефтеотходов и технологий их утилизации, Вестн. КазГАСА, 2, № 52, 133–141 (2014).

В. М. Фридман, Комплексная технология утилизации нефтешламов, кандидатская диссертация (хим. наук), Уфа, Институт транспорта энергоресурсов (2002).

Г. ж. Смаилова, А.А. Исмаилов, Д.А. Исмаилова, Утилизация нефтешламов, Ж. МОН РК Изденис, № 1560–1730, 195–198 (2014).

Р. Миннигалиев З., Разработка технологии переработки нефтешламов с использованием электромагнитных полей ВЧ и СВЧ, Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук, Уфа, Институт транспорта энергоресурсов (2010).

Л. Юткин А. Электрогидравлический эффект и его применение в промышленности, Машиностроение, Ленинград (1986), с. 253.

М. Промтов А., Кавитационная технология улучшения углеводородных топлив, Chem. Oil-Gas Eng., № 2, 6–8 (2008).

А. Демахин Ю.Г., Жукова Е.М., Себостьянов В.П., Холкина Т.В. Влияние электрогидравлического воздействия на нефть // Современные проблемы АНК и природопользования, Вып. 3, С. 66–79, Саратов (2008). ).

Е. Онгарбаев К., Досжанов Е.О., Мансуров З.А., Переработка тяжелых нефтей, нефтяных остатков и отходов, Казахский ун-т, Алматы (2011).

Д. У. Бодков, М.С. Абдикаримов, Р.Т. Мирталипов, Э.Т. Алиев, Р.Х. Салахов, З.А. Мансуров, Способ переработки нефтешламов, Патент № 1729 от 30.09.2016.

Д. Бодков Ю., Абдикаримов М.С., Мансуров З.А. Переработка нефтешламов с применением электрогидравлического эффекта Юткина // ЖТ. Плазмохимия., 13, № 4, 303–311 (2015).

Д. Бодков Ю., Абдикаримов М.С., Мансуров З.А., Нажипкызы М. Переработка шламов с применением электрогидравлического эффекта // Тез. конф. Carbon 2016, 10–15 июля 2016 г., Пенсильвания, США (2016), с. 32.

Информация об авторе

Принадлежности

Институт проблем горения, ул. Богенбай батыра, 172, Алматы, Казахстан, 050012

Д. Бодков У., Абдикаримов М.С., Сейтжанова М.А., Нажипкызы М., Мансуров З.А

Казахский национальный университет имени аль-Фараби, пр. Аль-Фараби, 71, Алматы, Казахстан

М. А. Сейтжанова, М. Нажипкызы, З.А. Мансуров, А.О. Кабдолдина, Ж. Р. Уалиев

Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

Ответственный автор

Дополнительная информация

Опубликовано в Инженерно-физическом журнале, Vol. 90, № 5, стр. 1155–1161, сентябрь–октябрь 2017 г.

Права и разрешения

Об этой статье

Процитировать эту статью

Получено: 7 февраля 2017 г.

Опубликовано: 23 сентября 2017 г.

Дата выпуска: сентябрь 2017 г.

Поделиться этой статьей

Все, с кем вы поделитесь следующей ссылкой, смогут прочитать этот контент:

ИЗВЕСТНЫЙ С 1952 ГОДА ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ (ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАЗРЯД ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ЖИДКОСТИ) ПРИМЕНЯЛСЯ В СССР ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ ЦЕЛЕЙ, ОСОБЕННО ДЛЯ ДРОБЛЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ. НАСТОЯЩАЯ СТАТЬЯ СОДЕРЖИТ ВЫДЕРЖКИ ИЗ РОССИЙСКИХ ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ, КОТОРЫЕ ОБЗОРНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ПРАКТИЧЕСКИЕ РАБОТЫ, ПРОВОДИМЫЕ В СССР С 1959 ПО 1969 ГГ. ., МЕЛЬНИКОВА А.Н., САПРИГИН Ф.Я. И ЮТКИН Л.А. ОПУБЛИКОВАННО В ВЕСТНИКЕ АНСССР, 1959, № 1. 6."ЭЛЕКТРО-ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ РАЗБЛОКИ ГОРНЫХ ГОР", ОПОПИСНАЯ СТАТЬЯ, ОПУБЛИКОВАННАЯ В "ПРОНИИШЛЕНОСТЬ АРМЕНИИ", 1959, № 1. 11. "ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ И НЕКОТОРЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ", ЮТКИН Л.А., ОПУБЛИКОВАННЫЕ В ЛЕНИНГРАДСКОМ ДОМЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ ПРОПАГАНДЫ. СЕРИЯ. СТРОИТЕЛЬНАЯ ПРОМШЛЕННОСТЬ "ТЕОРИЯ УДАРНЫХ ВОЛН, ВЫЗВАННЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ РАЗРЯДОМ В ЖИДКОСТИ", АРСЕНТЬЕВ В.В., ОПУБЛИКОВАННАЯ В СБОРНИКЕ: ПРИМЕНЕНИЕ УЛЬ ТРААКСТИКИ К ИССЛЕДОВАНИЮ ВЕЩЕСТВ, 1961. ГАЗОВАЯ ПОЛОСТЬ, ОБРАЗУЮЩАЯСЯ В ВОДЕ ИМПУЛЬСНЫМ РАЗРЯДОМ», ЗАРИН Ю.Е. И КОРОТКОВ В.А., ИЗДАННЫЕ В СБОРНИКЕ "ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНАЯ ТЕПЛОФИЗИКА", НАУКА, 1969. "ОБРАБОТКА МАТЕРИАЛОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ВЗРЫВОМ", ПОПИЛОВ Л.Я., ИЗДАННЫЕ В МАШИНОСТРОЕНИИ, 1969. ПУБЛИКУЕТ В ЖУРНАЛЕ "ПРОМЫШЛЕННОСТЬ БЕЛОРУССИ", 1969, № 5. /ЛЦПК-РРЛ/

Центральная лаборатория мостов и дорог (LCPC)

  • Юткин Л. А.
  • Арсентьев В В
  • Коротков В А
  • Шарин Ю.Е.

Язык

Информация о медиа

  • Возможности: рисунки; Фотографии; Использованная литература; Таблицы;

Тема/указатель

  • Условия TRT: Уголь; дробилки; Электрические свойства; Электрогидравлические механизмы; Скалы
  • Старые условия TRIS: выписка; Электрогидравлическая дробилка; Электрогидравлический эффект
  • Тематические области: строительство; Геотехнология; Автомагистрали;

Информация о регистрации

  • Регистрационный номер: 00215082
  • Тип записи: Публикация
  • Агентство-источник: Лаборатория исследований транспорта и дорог (TRRL)
  • Файлы: ТРИС
  • Дата создания: 15 марта 1974 г., 00:00.

Национальные академии наук, инженерии и медицины

Авторское право © 2022 Национальная академия наук. Все права защищены. Условия использования и Заявление о конфиденциальности

Настоящая работа посвящена исследованиям применимости электрогидравлического эффекта в нефтяной промышленности. Основная цель состояла в том, чтобы определить, будет ли эффект действительно полезен при очистке промысловых трубопроводов от различных осадков, таких как сульфаты кальция и бария, карбонаты кальция и магния, хлоридные соли натрия, а также смолы и парафины. Помимо этого предполагалось найти и другие области возможного применения электрогидравлического эффекта. Реализация поставленных целей была достигнута воссозданием макета Льва Юткина для электрогидравлического удара и проведением ряда специальных экспериментов. Их вдумчивое описание с необходимыми сопровождающими иллюстрациями можно найти на страницах этой статьи. Результаты проведенных экспериментов подтвердили эффективность электрогидравлического удара как средства очистки труб. Более того, некоторые результаты дали повод думать, что эффект стоит применять для повышения проницаемости призабойной зоны, а также для извлечения твердых полезных ископаемых.

Результат использования электрогидравлического эффекта в трубе (а - до реализации ЭГП; б - после реализации ЭГП).

Результаты применения ЭГО в прозрачном цилиндре (а - до реализации ЭГИ; б - после реализации ЭГИ).

Зависимость напряжения на выходе конденсатора от времени между электрогидравлическими ударами (а - при формовочном зазоре 3 мм, б - при формовочном зазоре 4 мм).

Откройте для себя мировые исследования

  • 20 миллионов участников
  • 135 миллионов публикаций
  • Более 700 тыс. исследовательских проектов

Электрогидравлический эффект как пример применения электрофизических технологий в нефтяной промышленности.pdf

Электрогидравлический эффект как пример применения электрофизических технологий в нефтяной промышленности.pdf

Контент этой работы может использоваться в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution 3.0. Любое дальнейшее распространение

этой работы необходимо указать автора(ов) и название работы, цитирование в журнале и DOI.

Электрогидравлические технологии занимают отдельную нишу в ряду электрофизических технологий.

Несмотря на относительную простоту исполнения, благодаря своим специфическим особенностям они позволяют эффективно

выполнять задачи, которые не решаются или трудно решаются традиционными методами. По мнению ученых

в этом вопросе участвовали (Майер В.В. [5], Мериин Б.В. [1] , Блазин Б.С. [2], Курец В.И., Еремин В.Я.

сельское хозяйство, строительство, гидрометаллургическое производство, медицина и даже нефтяная промышленность [12].

производятся в ванне очистки отливок, позволяют снизить остаточные напряжения в сварном шве на 50-70%)

[1], для разрушения крупных валунов (в случаях, когда нельзя использовать взрывчатые вещества из-за риска забивания

участок с мусором) [2, 3], для создания органического удобрения (благодаря ЭГЭ-эффекту его легко производить

болезнетворные бактерии, даже самые неприятные, вроде кишечной палочки.) [6 ], для разрушения камней в мочевом пузыре

силы электрогидравлического удара (ЭГИ), было стремление найти новый эффективный и недорогой

способ очистки промысловых трубопроводов от различного рода осадков. Кроме того, исследование

в задачи входил поиск других областей применимости электрогидравлического эффекта в нефтяной промышленности.

Осаживаясь на стенки эксплуатационных колонн и промысловых трубопроводов, такие отложения воздействуют на

коррозия, значительно увеличиваются потери энергии. Кроме того, возникает необходимость увеличить давление

(уже известны случаи повышения давления в трубопроводе в 3,5 раза), что

ингибиторы солеотложения), физические (обычно представлены воздействием магнитного поля и

Для проведения исследований было принято решение воссоздать по схеме специальную реплику ЭГИ

Принцип установки основан на взаимодействии высоковольтных электрических импульсов с а

как жидкость), проскакивает искра, что приводит к мгновенному возбуждению межэлектродной воды. такое бывает

из-за того, что "зерна кавитации" (пузырьки газа), генерируемые искрой, расширяются и схлопываются вместе с

выделение большой энергии (во много раз большей, чем энергия, затраченная на запуск процесса) [9 ,10,11 ].

Сам процесс можно описать следующим образом. Сначала трансформатор вырабатывает низкое напряжение

24В и передает его на катушки зажигания, которые, в свою очередь, повышают это напряжение. Тогда высокое напряжение

передается на диодный выпрямитель, предназначенный для «обрезания» отрицательных полупериодов сигнала. После этого

сигнал поступает на конденсатор. Регулировать как требуемые значения напряжения, так и емкости

схема. Он передает заряд от конденсатора к одному из электродов по воздуху, а остальные

Заряд от конденсатора идет прямо к другому электроду. В результате взаимодействия

электрические импульсы (излучаемые электродами) с жидкостью, процесс кавитации

полезная механическая работа. После прекращения действия избыточного давления происходит конденсация (релаксация)

отложения солей, асфальтенов и парафинов, эта трубка была заполнена гипсом. После затвердевания

В гипсе просверлено отверстие диаметром около 14,5 мм (рис. 1а). Трубка была установлена

в пластиковой посуде и наполненной водой, чтобы можно было опустить держатель электродов в отверстие

соотношения между напряжениями, межударным периодом и расстояниями в формирующемся промежутке (в данном случае 3

трубка.Поскольку такая замена не влияет на качество эксперимента, ее можно считать

Как и прежде, сосуд был заполнен гипсом, причем высота гипсового цилиндра равнялась

те же 150 мм. Единственная разница заключалась в том, что на этот раз не вся площадь поперечного сечения

прозрачный сосуд был залит гипсом (алебастром), но только пространство между его стенкой и сосудом

удалены после затвердевания гипса. Это решение позволило не сверлить дырку в штукатурке.

(диорит) было решено поместить один из целых образцов керна под пресс (рис. 3). Результаты

были отобраны для дальнейшей работы. Обе половинки помещались в специальную пластиковую форму, наполненную

вдоль просверленного отверстия (в среднем на расстоянии 5 мм). Это было сделано для того, чтобы все загрязнения

был взят. Поскольку толщина гипсовой стены на этот раз была значительно больше, ЭГВ удавалось

прочность материала достаточно высока, сравнима с прочностью известного всем гранита.

раз было проведено около 30 электрогидравлических ударов. В результате полуцилиндрические образцы раскололись на

рис. 6а видно, что при трехмиллиметровом формовочном зазоре пиковое напряжение 8,8 кВ было

записано; период между ударами 2,12 сек. В эксперименте с зазором 4 мм осциллограф e

эксперименты. Электрогидравлическим воздействием удается: очистить трубу от механических засоров; создание

По результатам экспериментов предложены альтернативные способы использования электрогидравлического эффекта в системе

<р>. В той же монографии говорится об отсутствии исследований жидкостей со значительной электропроводностью. Несмотря на это, обработка различных материалов разрядом в водной среде, в частности эффект Юткина, известна давно и применяется в различных отраслях промышленности [3] . .

В работе представлены результаты использования импульсного электрического разряда в водной среде (эффект Юткина) для обработки янтарного сырья. Предлагаемый способ позволяет добиться высокой степени очистки поверхности янтаря, в том числе от оксидной корки, практически без разрушения исходных кусков, при этом не происходит налипания мелких фракций и других негативных явлений. Таким же способом, но в других режимах очистки, возможно измельчение некондиционного сырья для его дальнейшей переработки. Фракционный состав получаемого материала и степень его очистки регулируются режимом обработки. Таким образом, три технологических процесса (мойка, очистка и дробление) могут осуществляться на одной установке, что значительно удешевляет промышленную реализацию.

В настоящее время перспективными методами интенсификации технологии посола мясного сырья являются методы, основанные на импульсном энергетическом воздействии, сопровождающемся разнообразными физическими и химическими воздействиями. Одним из таких методов является разрядно-импульсная технология, разработанная учеными кафедры мясных и консервных технологий Северо-Кавказского федерального университета. При формировании короткого электрического импульса высокого напряжения в системе рассол-мясо, в рабочем резервуаре образуется высокое давление, повышение давления сопровождается комплексом физико-химических явлений, таких как ультразвуковое и электромагнитное излучение, ультрафиолетовое свечение, кавитация, и т. д. В совокупности все эти явления благотворно влияют как на рассол, так и на само мясо, ускоряя процесс посола. В настоящем исследовании мы попытались использовать метод определения коэффициента диффузии соли в мышечных тканях говядины опытным путем путем создания разности концентраций в двух сообщающихся камерах, жидкости в которых разделены исследуемым сырьем заданной толщины. Основной целью работы была оценка эффективности разрядно-импульсной технологии посола мясного сырья путем определения коэффициента диффузии NaCl и глубины проникновения соли в образцы мяса. Результаты экспериментов показали, что при разрядно-импульсной обработке мяса скорость проникновения соли в мышечную ткань увеличивается и пропорциональна количеству передаваемых в систему импульсов. Коэффициент диффузии в опытных образцах был выше, чем в контрольных образцах мяса в каждый период времени. На основании полученных результатов мы пришли к выводу, что разрядно-импульсная обработка мяса способствует интенсификации диффузионно-осмотических процессов в технологии мокрого посола.

Блазин Б С. Обработка природного камня электрическими разрядами. М.: Изд-во Наука, 1983. С. 257

Разрядно-импульсные технологии на стройках России

Еремин В Я. Разрядно-импульсные технологии на стройках России, 2002. Стройклуб 2. С. 11-15.

Разработка электрогидравлической технологии посолки мяса Тез. 5-я Международная научная конференция

Нагдалян А.А., Оботурова Н.П. 2013 Разработка электрогидравлической технологии посола мяса Тр. 5-я Международная научная конференция. European Science and Technology (Мюнхен, Германия), стр. 514

Природа обеззараживающего действия импульсного электрического разряда в воде

Перевязкина Е Н Природа обеззараживающего действия импульсного электрического разряда в воде, 1982. Тр. Всенаучная конференция (Томск, Россия) стр. 10-12

Электрогидравлический эффект и его применение в промышленности

Юткин Л.А. Электрогидравлический эффект и его применение в промышленности. СПб.: Машиностроение, 1986.

Майер В В Кумулятивный эффект в простых опытах. М.: Наука, 1989. С. 173

Исследование масштабного эффекта кавитационной эрозии с использованием энергетического параметра (Эрозия за счет кавитации или столкновения, ASTM STP 408

  • К.К. Шальнев
  • Джей Варга
  • Дж. Себастьен

Шальнев К.К., Варга Дж.Дж. и Себастьен Г., 1967 г. Исследование масштабного эффекта кавитационной эрозии с использованием параметра энергии (Эрозия за счет кавитации или столкновения, ASTM STP 408), стр. 220

Эффект электрогидравлического воздействия на нефть

Демахин А.Г. Влияние электрогидравлического воздействия на нефть, 2008. Тр. Современные проблемы АПК и природопользования (Саратов, Россия) 66-79.

Рекомендации

Влияние воды и газа/WAG/SWAG

Последние разработки в области технологий заморозки труб для нефтяной промышленности

Применение водоугольной технологии сжигания шлама в нагревательной печи

Технология сжигания водоугольной суспензии (УВШ) может быть успешно применена в нагревательной печи. Проведено систематическое исследование ВУТ, включая его характеристики, результаты сжигания и испытаний. Результаты показывают, что эта технология сжигания может удовлетворить требования процесса повторного нагрева и стать новым подходом к использованию угля вместо нефти в промышленных печах.

Исправление: Минеральный вопрос: как энергия и технологии определят будущее добычи полезных ископаемых

Изменение роли дистанционно управляемых транспортных средств в морских операциях

Роль ROV в удовлетворении требований оффшорной индустрии постоянно менялась на протяжении многих лет. По мере накопления технического, эксплуатационного и коммерческого опыта были выявлены новые и более сложные задачи. Этот документ демонстрирует возможности ROV и связанных с ними технологий в удовлетворении этих новых требований, продиктованных глубоководными операциями. [Показать полный текст] повышенные требования безопасности и низкие цены на нефть. ВВЕДЕНИЕ ROV и связанные с ними инструменты вмешательства постепенно подрывают хорошо зарекомендовавшую себя роль дайвера. Это ясно видно по сокращению числа водолазов, поддерживающих отрасль на сегодняшний день, по сравнению с увеличением числа ROV и связанного с ними персонала. Исторически сложилось так, что для поддержки простой водолазной системы требовалось большое количество оборудования и многочисленный персонал, в обязанности которого, например, на буровой установке входили установка направляющих тросов устья скважины и периодическая работа клапанов. Однако введение ROV само по себе было травмирующим периодом, и у большинства дайверов есть своя собственная история восстановления ROV. Эти ранние машины не были предназначены для суровых условий эксплуатации в открытом море и поэтому в целом были ненадежными. Однако потенциал ROV был признан, что побудило компании инвестировать в эти машины и повысить их производительность до приемлемого уровня. Помимо самих машин, совершенствовались и их системы запуска и подъема. Системы раннего запуска, такие как шарнирные краны. (обычно устанавливаемые на грузовые автомобили) были заменены на специально разработанные рамы и башни типа «А» и т. д., чтобы учесть общий увеличившийся вес современного ROV, его систему управления тросами и обеспечить резерв для аварийного оборудования и т. д. Кроме того, системы в настоящее время в основном разработаны в соответствии с правилами морского подъема, например«Кодекс практики DnV для морских подъемных устройств», который гарантирует их способность справляться с динамикой, связанной с их предполагаемым использованием. ТЕКУЩИЕ ВОЗМОЖНОСТИ Сегодня широко признано, что ROV является основной системой поддержки на буровых установках. Однако в последнее время мы были замечены многочисленные случаи, когда ROV требовалось выполнять действия, которые могут рассматриваться как выходящие за рамки обычно воспринимаемых возможностей ROV. Такие проекты подчеркивают, что ROV могут выполнять задачи, которые ранее считались маловероятными, и будут способствовать тому, чтобы новые задачи рассматривались с уверенностью. стало очевидным, что все ROV рабочего класса не имеют одинаковой совместимости и что для определенных задач потребуется использовать модели с более высокими характеристиками.

Установка на электрогидравлическом эффекте предназначена для исследования физико-химических процессов, протекающих в жидкостях под действием высоковольтных электрических разрядов. Блок управления позволяет изменять напряжение разряда (от 1 до 40 кВ), ток (10–150 кА), длительность импульса разряда (от 0,3 до 2 мкс), частоту следования импульсов (от 0,1 до 10 Гц). .

Это предварительный просмотр содержимого подписки, доступ через ваше учреждение.

Параметры доступа

Купить одну статью

Мгновенный доступ к полной статье в формате PDF.

Цена включает НДС (Российская Федерация)
Расчет налога будет завершен во время оформления заказа.

Ссылки

Гулый Г.А. Электрогидравлический эффект и его применение. М.: Машиностроение, 1981, с. 153.

Юткин Л.А. Электрогидравлический эффект и его применение в промышленности. Л.: Машиностроение, 1986, с. 253.

Севостьянов В.П., Кузьмина Р.И., Семенов А.Н.,и др., Теоретические и экспериментальные основы создания нового оборудования. Сборник докладов (Теоретико-экспериментальная основа создания новой техники, Сборник докладов), Иваново-Плес, Иваново: Ивановск. хим. технол. ин-т, 1997, с. 236.

Севостьянов В.П., Семенов А.Н., Кузин С.Г.и др., Гидродинамический эффект: электрические схемы установки, Доступно в ВИНИТИ, 1996, Москва. , нет. 1062–V96, с. 20.

Севостьянов, В.П. Экстремальные физические эффекты в технологии производства изделий знакосинтезирующей электроники. Саратов: СГАП, 1999.

Информация об авторе

Принадлежности

Саратовский государственный университет, Астраханская ул. 83, 410601, Саратов, Россия

В. П. Севостьянов, С. А. Ракитин, А. Н. Семенов

АО Эльмаш, Гвардейская ул. 2а, 410601, Саратов, Россия

Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

Права и разрешения

Об этой статье

Процитировать эту статью

Получено: 02 июня 1999 г.

Принято: 15 марта 2000 г.

Дата выпуска: сентябрь 2000 г.

Поделиться этой статьей

Все, с кем вы поделитесь следующей ссылкой, смогут прочитать этот контент:

Колледж науки и техники безопасности Хэнаньского политехнического университета, Цзяозуо, 454003, Хэнань, Китай

Отдел управления государственными активами, Чжэнчжоуский университет аэронавтики, Чжэнчжоу 450046, Китай

История публикаций

  • Получено 19 августа 2021 г.
  • Принято 22 ноября 2021 г.
  • Опубликовано в Интернете 7 декабря 2021 г.
  • Опубликовано в выпуске от 21 декабря 2021 г.
Просмотры статей
Альтметрия
Цитаты

Просмотры статей — это сумма загрузок полных текстов статей с ноября 2008 года (как в формате PDF, так и в формате HTML) в соответствии со СЧЕТЧИКОМ для всех организаций и частных лиц. Эти показатели регулярно обновляются, отражая использование за последние несколько дней.

Цитирование — это количество других статей, цитирующих эту статью, подсчитываемое Crossref и ежедневно обновляемое. Узнайте больше о подсчете цитирований Crossref.

Аннотация

Техника высоковольтных электрических импульсов (ВВЭП) — новый метод повышения проницаемости угольных пластов и повышения эффективности добычи метана угольных пластов (МУП).Эта статья направлена ​​на исследование характеристик распространения трещин в образцах различной прочности, предложение усовершенствованной процедуры ВВЭП в полевых условиях и доказательство того, что электрогидравлический эффект имеет широкое применение в полевых условиях извлечения угольного метана. В данной работе создается экспериментальная система, использующая ВВЭП в водной среде, дробятся образцы угля различной прочности и анализируются протяженные процессы трещин. По результатам исследований, электрогидравлический эффект хорошо разрушает уголь; количество основных трещин 2–3, длина основных трещин около 30 см в вертикальном направлении твердых образцов; а образование трещин связано с напряжением разряда, временем разряда и механическими параметрами образцов. Результаты сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) показывают, что трещины и связность пор в образцах угля явно улучшаются, а результаты проницаемости показывают, что проницаемость измельченных образцов угля на 20% выше, чем у образца сырого угля. При этом процесс образования трещин можно разделить на четыре периода: накопление усталостных повреждений, медленное развитие, быстрое развитие и разрушение; стадия быстрой разработки является оптимальной фазой для применения в полевых условиях. Кроме того, ударная волна, создаваемая HVEP посредством электрогидравлического эффекта, может в основном разрушать образцы; кроме того, энергия, выделяемая при разрыве пузырьков, также оказывает большое влияние на образование трещин. Это исследование может послужить основой для HVEP для улучшения добычи CBM.

1. Введение

Дегазация является основной мерой по предотвращению газовых катастроф на угольных шахтах. (1) Однако более 70 % угольных пластов имеют низкую проницаемость, с коэффициентом проницаемости (0,001–0,1) × 10–3 мД в Китае, что сильно влияет на эффективность добычи угольного газа, поэтому необходимы новые методы. улучшить проницаемость угольных пластов, способствовать дегазации. В 1950-х годах Юткин впервые заметил, что электрические импульсы высокого напряжения (HVEP) могут производить большую энергию для образования трещин в лаборатории. (2) С тех пор технология HVEP стала свидетелем быстрого развития, и эта технология широко использовалась во многих областях благодаря своим многочисленным преимуществам. (3−5)

Фактически, HVEP можно разделить на две категории в зависимости от формы разряда: электрогидравлическое дробление и электрическое дробление, (6) из которых электрогидравлическое дробление является более зрелым. При электрогидравлическом дроблении высоковольтные электроды разряжаются в жидкости (обычно в воде), при этом создается высокоэнергетический плазменный разрядный канал; затем по каналу будет выделяться электрическая энергия для создания ударной волны и пузырей. Что касается механизма электрогидравлического дробления, Lu et al. впервые наблюдал пузырьки в процессе разряда с помощью высокоскоростной фотографии и численного моделирования в лаборатории и пришел к выводу, что давление, создаваемое пузырьками, составляет одну треть давления, создаваемого ударной волной. (7) Кай и др. анализировали корреляцию между давлением ударной волны, расстоянием между электродами и частотой разряда. (8) Андрес и др. изучал потребление энергии, селективное связывание минералов и механизм электрического распада. (9,10)

В настоящее время технология разрушения твердого тела плазмой находит широкое применение во многих областях, особенно в области разрушения горных пород и добычи нефти. (11,12) Минералы, разделенные Zuo, благодаря характеристикам селективного дробления HVEP. (13) Брю заметил, что минеральные частицы представляли собой очевидную сортировку после разрушения низкосортного касситеритового сланца. (14) Дуан применил HVEP для извлечения металлического материала из отходов печатной платы. (15) Патель и др. заметили, что технология плазменных импульсов увеличивает естественный резонанс нефтяного пласта и снижает адгезионное напряжение, а также что ударная волна достаточно мощная, чтобы очистить перфорационные отверстия вблизи повреждения ствола скважины. (16) Бай и др. изучали влияние свойств пор породы на электрический импульс в нефтяных пластах. (17) Он и др. проведены эксперименты по изучению распространения ударной волны взрыва и эффективного диапазона изменения проницаемости образцов плотного песчаного керна, вызванного электрическим взрывом. (18) Морел и др. исследовали характеристики трещиноватых коллекторов и изменение проницаемости под действием ВВЭП и пришли к выводу, что ВВЭП может заменить гидроразрыв пласта при добыче нефти. (19)

Использование электрических импульсов для повышения проницаемости угольных пластов привлекло большое внимание. Ян и др. провели эксперименты по изучению влияния HVEP на пористую структуру и пришли к выводу, что пористая структура угля была изменена HVEP, и что уголь находится в состоянии горения в воздушной среде.(20,21) Чжан исследовал влияние электрической фрагментации на пористую структуру угля в воздушной среде. (22) Однако механизмы разряда ВВЭП в воздушной среде и в жидкой среде различаются: разряд в жидкости более безопасен, так как повредить электроды непросто. Преимущество электрогидравлического дробления заключается в повторяющемся разряде. Применение электрогидравлического дробления при добыче метана началось в последние годы. Ли и др. установил, что поровая структура угля может быть изменена ударной волной, создаваемой ВВЭП, и предложил решить научные проблемы использования ВВЭП для повышения проницаемости угольных пластов. (23,24) Ма предположил, что электрогидравлическое дробление может привести к образованию в угольном массиве в основном трещин открытого типа и трещин скользящего типа. (25) В полевых условиях Чжан провел успешную демонстрацию в угольной шахте, и прикладные результаты показали, что проницаемость угольного пласта явно увеличилась, и это экономит большую часть работ по проектированию скважины. (26,27) Ву, Гуо и Чжан показали, что электрогидравлический эффект может удалять закупорки в трещинах; однако инженерный порядок должен быть улучшен, и технология также имеет свои ограничения, такие как характеристики коллектора угольного пласта. (28−30) В предыдущей работе было показано, что твердость угля, а не метаморфическая степень, оказывает большое влияние на электрогидравлическое дробление. (31) Тем не менее, редко сообщалось о влиянии различной твердости различных образцов угля на электрогидравлический эффект, и последовательность операций технологии должна быть оптимизирована. Отсюда новизна и целесообразность изготовления различных образцов и проведения исследований особенностей распространения трещин при электрогидравлическом воздействии.

В этом исследовании была построена экспериментальная система HVEP, и были протестированы различные образцы для исследования распределенных и расширенных характеристик после дробления угля по технологии HVEP. Между тем, механизм и различные применения HVEP также были проанализированы. Результаты исследования предоставят новые идеи для применения HVEP для улучшения эксплуатации CBM.

Читайте также: