Гідродинамічна кавітація в енергозберігаючих технологічних процесах гірничодобувної галузі
Ю.А. Жулай, ІТТС НАНУ
г. Дніпропетровськ, Україна
В.В. Зберовскій ІГТМ НАНУ
г. Дніпропетровськ, Україна
А. А. Ангеловскій, ПАТ «Краснодонвугілля»
г. Краснодон, Україна
І.Ф. Чугунков, ПАТ «Краснодонвугілля»
г. Краснодон, Україна
Виконана оцінка ефективності застосування способів і засобів, що реалізують режим періодично сривной кавітації при бурінні свердловин, розширенні діаметра обсадних труб, раскольматаціі водяних свердловин і гідроімпульсного розпушування вугільних пластів. Відзначено, що інтенсифікація технологічних процесів і зниження енергоспоживання досягається за рахунок перетворення стаціонарного течії рідини в дискретно-імпульсний потік і передачею високочастотної гідроімпульсної вібрації безпосередньо інструменту або масиву гірських порід на поверхні свердловини.
Виконаю оцінку ефектівності! застосування способів и ЗАСОБІВ, что реалізують режим періодічно зрівної кавітації при бурінні свердловини, розшіренні діаметра обсадних труб, раскольматації водяних свердловин и гідроімпульсного розпушувань вугільніх шарів. Відзначено, что інтенсіфікація технологічних процесів и зниженя енергоспоживання досягається за рахунок превращение стаціонарної течії Рідини в дискретно-імпульсній потік и передачею вісокочастотної гідроімпульсної вібрації безпосередно інструменту або масиву гірськіх порід на поверхні свердловини.
The estimation of efficiency of application of the ways and methods realising the eriodically stalling cavitation mode at well-drilling, expansion of casing pipes diameter, demudding of the water wells and hydropulse loosening of the coal layers is ecarried out. It is noticed that stimulation of technological processes and decrease of energy consumption are achieved through the transformation of a stationary fluid flow in a discrete-pulse flow and transfer of the high-frequency hydropulse vibrations directly to a tool or a rock mass at the surface of a well.
Впровадження енергозберігаючих технологій, особливо в гірничодобувній галузі, в даний час і в найближчому осяжному майбутньому має вирішальне значення у господарській діяльності підприємств. Перспективним технологічним процесом у цьому напрямку є отримання та реалізація дискретно-імпульсної енергії великої потужності в потоці рідини. Пристроєм, що перетворює стаціонарний потік течії рідини в режим періодично сривной кавітації, є кавітаційний генератор. Ці пристрої дозволяють змінювати характер течії рідини тільки за рахунок геометричних і режимних параметрів, без використання будь-яких рухомих частин і додаткових джерел енергії. Генератори типу трубки Вентурі створюють імпульси тиску рідини, у кілька разів перевищують тиск на виході насосної установки.
Приклади практичного застосування кавітаційних генераторів з інтенсифікації та енергозбереження різних технологічних процесів наведені в роботі [1]. У металурги для видалення окалини під час гарячої прокатки металу. в машинобудуванні для очищення поверхонь від задирок, іржі та інших забруднень. в цих випадках енергоспоживання знижується до 30%. У хімічній промисловості при емульгуванні рідин і виробництві тонкодисперсних систем енергоспоживання знижується більш ніж на 50%.
Метою даної роботи є опис концептуальних підходів по використанню режимів гідродинамічної кавітації та оцінка ефективності технічних засобів гідроімпульсного впливу в гірничодобувній галузі.
Одним з таких напрямків є застосування режиму періодично сривной кавітації в потоці технологічної рідини з перетворенням пульсацій тиску в вібронагрузку робочого інструмента.
Другим напрямком є ??гідроімпульсними вплив безпосередньо на гірську породу в фільтраційної частини шпуру або свердловини.
Технічні засоби, що реалізують ці підходи, пройшли повний комплекс досліджень від лабораторних до дослідно-промислових випробувань.
1. Буріння свердловин
При спорудженні свердловин в твердих породах найбільш ефективний ударно-вращател'ний спосіб буріння. Головним недоліком цього способу є наявність рухомих деталей, пружин і гумових манжет, які швидко зношуються в процесі експлуатації. При цьому ефективність буріння залежить від точності регулювання рухомих деталей, а період контролю і ревізії обладнання не перевищує 25 годин.
Перспективним напр...
