Оценка эффективности использования закрытой системы сбора нефти для нормализации микроклимата в эксплуатационных галереях нефтяных шахт

По условиям залегания потенциально перспективными для термошахтной добычи высоковязкой нефти и битума являются несколько десятков месторождений в Чеченской Республике, Краснодарском крае, Республике Татарстан, Казахстане, Узбекистане, Азербайджане. Основная проблема при таком способе добычи заключается в ухудшении параметров микроклимата в горных выработках. Это связано с тем, что пар, нефтесодержащая жидкость, трубопроводы приводят к повышению температуры воздуха в выработках до величины, превышающей 40 °С, и увеличению влажности воздуха до 95%. Для безопасного ведения работ в добычном блоке необходимо обеспечить нормативные значения параметров микроклимата. Авторами проанализированы источники тепловыделений в зависимости от стадии разработки добычного блока. Установлено, что тепломассообмен между транспортируемой по канавкам нефтью и шахтным воздухом оказывает значительное влияние на тепловой режим горных выработок. На основе анализа структуры тепловыделений предложено использовать закрытую систему сбора нефти (перекрытие). По известным методикам расчета теплопоступлений от транспортируемой нефти в окружающую среду выполнены вариантные расчеты тепловыделений. Для минимизации теплопоступлений рассмотрена возможность теплоизоляции перекрытий.

Ключевые слова: тепловой режим, нефтешахта, проветривание, теплообмен, теплоизоляция, температура воздуха, климатические параметры, вязкость нефти.
Как процитировать:

Гендлер С. Г., Фазылов И. Р. Оценка эффективности использования закрытой системы сбора нефти для нормализации микроклимата в эксплуатационных галереях нефтяных шахт // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2021. – № 9. – С. 65–78. DOI: 10.25018/0236_1493_2021_9_0_65.

 

Благодарности:
Номер: 9
Год: 2021
Номера страниц: 65-78
ISBN: 0236-1493
UDK: 331.45
DOI: 10.25018/0236_1493_2021_9_0_65
Дата поступления: 13.05.2021
Дата получения рецензии: 21.06.2021
Дата вынесения редколлегией решения о публикации: 10.08.2021
Информация об авторах:

Гендлер Семен Григорьевич1 — д-р техн. наук, профессор,
Фазылов Ильдар Робертович1 — аспирант, e-mail: ildarufa@list.ru,
1 Санкт-Петербургский горный университет.

 

Контактное лицо:

Фазылов И.Р., e-mail: ildarufa@list.ru.

Список литературы:

1. Коноплев Ю. П., Алабушин А. А., Гуляев В. Э. Опыт и перспективы развития термошахтной разработки Ярегского месторождения высоковязкой нефти / Высоковязкие нефти и природные битумы: проблемы и повышение эффективности разведки и разработки месторождений: Материалы международной научно-практическая конференции. — Казань, 2012. — С. 74—77.

2. Калинина А. А., Калинина Е. П. Геолого-экономическая оценка комплексного использования Ярегской тяжелой нефти // Известия Коми научного центра УрО РАН. — 2013. — № 3(15). — С. 110—117.

3. Левин Л. Ю., Кормщиков Д. С. Особенности добычи высоковязкой нефти на примере Ярегского месторождения // Научные исследования и инновации. — 2010. — Т. 4. — № 2. — С. 33—36.

4. Дуркин С. М., Морозюк О. А., Рузин Л. М. Новые термошахтные технологии и оценка их эффективности путем численного моделирования // Нефть. Газ. Новации. — 2013. — № 4. — С. 45—51.

5. Прищепа О., Халимов Э. Трудноизвлекаемая нефть: потенциал, состояние и возможности освоения // Нефтегазовая вертикаль. — 2011. — № 5. — С. 24—29.

6. Гуляев В. Э., Коноплев Ю. П., Герасимов И. В. Анализ технологических показателей систем термошахтной разработки Ярегского нефтяного месторождения / Проблемы разработки и эксплуатации месторождений высоковязких нефтей и битумов. Материалы межрегиональной научно-технической конференции. — Ухта, 2011. — С. 12—18.

7. Карманский Д. А., Петраков Д. Г. Анализ изменения свойств коллекторов нефти и газа на различных этапах разработки нефтяных месторождений // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. — 2020. — № 1. — С. 46—50.

8. Дядькин Ю. Д. Методика теплового расчета шахт и рудников в сложных условиях // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 1973. — № 5. — С. 92—100.

9. Пеньков Г. М., Петраков Д. Г. Исследование влияния насыщенности коллектора на его свойства при разработке месторождений нефти и газа // Инженер-нефтяник. — 2019. — № 5. — С. 36—39.

10. Цхадая Н. Д., Жуйков А. Е., Ягубов З. Х. Критерий оценки оптимальных условий труда в горных выработках нефтяных шахт // Нефтегазовое дело. — 2012. — № 5. — С. 318—325.

11. Smirniakov V. V., Smirniakova V. V. Improving safety of mining operations by upgrading the methods of gas presence monitoring in the sheth grooves // Journal of Industrial Pollution Control. 2017, vol. 33, no. 1, pp. 856—863.

12. Степанов И. С. Обоснование метода оценки профессионального риска для условий нагревающего микроклимата при проведении горных работ на нефтяных шахтах: Автореф. дис… канд. техн. наук. — СПб.: СПГУ, 2015. — 24 с.

13. Alabyev V. R., Rudakov M. L., Korobitcyna M. A. Peculiarities of heat-mass-exchange processes in faces developing steep coal seams // International Journal of Pure and Applied Mathematics. 2017, no. 114, pp.349—400.

14. Hunt A. P. Symptoms of heat illness in surface mine workers // International Archives of Occupational and Environmental Health. 2013, vol. 85, no. 5, pp. 519—520.

15. Клюкин Ю. А., Семин М. А., Левин Л. Ю. Исследование влияния способа транспортировки нефтесодержащей жидкости на микроклиматические условия в нефтяной шахте / Материалы X Всероссийской научнотехнической конференции «Проблемы разработки месторождений углеводородных и рудных полезных ископаемых». — Пермь, 2017. — С. 371—373.

16. Клюкин Ю. А., Семин А. В., Зайцев А. В. Экспериментальное исследование микроклиматических условий и факторов их формирования в нефтяной шахте // Вестник ПНИПУ: Геология. Нефтегазовое и горное дело. — 2018. — Т. 18. — № 1. — С. 63—75.

17. Leisle A. V., Kovalski E. R. Assessing the well yield during methane drainage in coal mines // Ecology, Environment and Conservation. 2017, vol. 23, no. 1, pp. 316—321.

18. Магомет Р. Д., Серегин А. С. Повышение эффективности предварительной дегазации угольных пластов // Горный журнал. — 2017. — № 7. — С. 92—95. DOI: 10.17580/ gzh.2017.07.18.

19. Климова И. В. Инструктивные карты безопасных методов и приемов труда для отдельных видов работ, проводимых в нефтешахте // Записки Горного института. — 2017. — Т. 225. — С. 354—359.

20. Дядькин Ю. Д., Шувалов Ю. В., Тимофеевский Ю. С. Горная теплофизика. Регулирование теплового режима шахт и рудников. — Ленинград: ЛГИ, 1976. — 159 с.

21. Воропаев А. Ф. Управление тепловым режимом в глубоких шахтах. — М.: Госгортехиздат, 1961. — 248 с.

22. Щербань А. Н. Основы теории и методы тепловых расчетов рудничного воздуха. — М.; Харьков: Углетехиздат, 1953. — 308 с.

23. Гендлер С. Г. Теплофизические аспекты безопасности и эффективности при добыче полезных ископаемых и эксплуатации подземных сооружений в суровых климатических условиях // Записки Горного института. — 2006. — Т. 168. — С. 64—67.

24. Шувалов Ю. В., Васильев А. П., Родак В. П. Тепловой режим шахт и рудников // Уголь. — 1994. — № 2. — С. 16—17.

25. Казаков Б. П., Шалимов А. В., Зайцев А. В. Влияние процессов испарения и конденсации влаги на тепловой режим глубоких рудников // Горный журнал. — 2016. — № 3. — С. 73—76.

26. Roghanchi P., Karoly С., Kocsis C. Challenges in selecting an appropriate heat stress index to protect workers in hot and humid underground mines // Safety and Health at Work. 2018, vol. 9, no. 1, pp. 10—16.

27. Roghanchi P., Karoly С. Kocsis C., Sunkpal M. Sensitivity analysis of the effect of airflow velocity on the thermal comfort in underground mines // Journal of Sustainable Mining. 2016, vol. 15, no. 4, 175—180.

28. Rae A., Provan D. Safety work versus the safety of work // Safety Science. 2019, vol. 111, pp. 119—127.

29. Сучков А. Н., Шведик П. П. Технология изоляции стенок подземных выработок // Уголь Украины. — 2000. — № 1. — С. 20—22.

30. Круглов Ю. В. Варианты применения закрытой системы сбора нефти, работающей в автоматическом режиме, в нефтяных шахтах // Стратегия и процессы освоения георесурсов. — 2017. — № 15. — С. 329—332.

31. Круглов Ю. В. Разработка закрытой системы сбора нефти, работающей в автоматическом режиме, для условий нефтяных шахт Ярегского месторождения 79 шахтах // Стратегия и процессы освоения георесурсов. — 2016. — № 14. — С. 294—297.

32. Рудаков М. Л., Коробицына М. А. О возможности нормализации температуры воздуха в буровых галереях нефтяных шахт // Безопасность труда в промышленности. — 2019. — № 8. — С. 66—71.

33. Исаевич А. Г., Трушкова Н. А., Шалимов А. В. Регулирование теплового режима атмосферы рабочих зон при термошахтной отработке пластов неглубокого залегания // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2012. — № 1. — С. 97—100.

34. Смирнова Н. Н. Методы исследования фильтрационного теплообмена в сложных горно-геологических условиях // Записки Горного института. — 2005. — Т. 163. — C. 207—211.

35. Михеев М. А. Основы теплопередачи. — М.-Л.: ГЭИ, 1956. — 390 с.

36. Musharraf M., Khan F., Veitch B. Modeling and simulation of offshore personnel during emergency situations // Safety Science. 2019, vol. 111, pp. 144—153.

37. Yong Fu, Jun Hu, Yuwei Wu Finite element study on temperature field of subway connection aisle construction via artificial ground freezing method // Cold Regions Science and Technology. 2021, vol. 189, pp. 528—539.

38. Fletcher C. A. J. Computational techniques for fluid dynamics. 2nd ed. Berlin: SpringerVerlag, 1988. Vol. 1. Fundamental and General Techniques. 410 p.

39. Di Donato G., Blunt M. J. Streamline-based dual-porosity simulation of reactive transport and flow in fractured reservoirs // Water Resources Research. — 2004, vol. 40, no. 4, pp. 12—14.

40. Смирнова Н. Н., Йиму Н. О. Определение тепловых потерь при закачке пара в нефтяной пласт // Записки Горного института. — 2005. — T. 167(1). — С. 295—298.

Наши партнеры

Подписка на рассылку

Раз в месяц Вы будете получать информацию о новом номере журнала, новых книгах издательства, а также о конференциях, форумах и других профессиональных мероприятиях.