CC BY
29
УДК 622.02 О.С. Барбашова
О ВЛИЯНИИ ТЕМПЕРАТУРЫ НА СКОРОСТЬ ДЕФОРМИРОВАНИЯ КАМЕННОЙ СОЛИ
Представлены экспериментальные исследования влияния температуры на скорость деформирования каменной соли. Данные исследования проводились для решения практических задач по проектированию, строительству и эксплуатации подземных хранилищ углеводородов, создаваемых в каменной соли. Результаты исследований подтвердили, что на скорость деформации образца каменной соли существенным образом оказывают влияние температура и нагрузка ^ _ f Т) .
Ключевые слова: температура, скорость деформирования, нагрузка, каменная соль.
Семинар № 3
Т^есшахтные подземные хранили-
Л-Мща углеводородов, сооружаемые в массивах каменной соли находятся на глубинах от 300 м до 1500 м. Температура в указанном интервале глубин значительно отличается от температуры на поверхности земли. При геотермическом градиенте, равном 3 0С на 100 м по вертикали, температура на глубине 1500 м достигает примерно 45 0С [1]. Этот фактор, безусловно, может оказывать весьма существенное влияние на механические свойства каменной соли. Учет влияния температуры при изучении физико-механических свойств соляного массива, используемых в математических расчетах для оценки его напряженного состояния представляется обязательным и необходимым.
Вопрос оценки воздействия на свойства соляных пород повышенной температуры слабо изучен. Детальных экспериментальных работ в этой области недостаточно [2], а полученные результаты, как правило, предназначены для конкретных расчетных схем, что затрудняет их широкое использование.
Экспериментальные исследования проводились для решения практических задач проектирования, строительства и
эксплуатации подземных хранилищ углеводородов, создаваемых в солях. Объектом исследования являлся керн каменной соли тульской площади. Исследования проводились на образцах цилиндрической формы диаметром 65 мм и высотой 130 мм.
Эксперименты выполнялись на установке УДС 65/80, которая позволяет проводить длительные (до 2000 часов) испытания при заданных осевых и боковых напряжениях при нормальных и высоких (до 80 0С) температурах. При этом осуществлялись автоматические измерения деформаций.
Всего было испытано 6 образцов при одноосном нагружении с увеличения осевой нагрузки до заданной, а также пошагового изменения температуры через каждые 10 °С (рис. 1). Значение для каждого из 6 образцов, представлены в таблице.
В камеру испытательной установки образцы помещались в изолирующей
Режимы одноосного нагружения образцов каменной соли
№ образца 1 2 3 4 5 6
14,9 16,9 17 18,2 19,7 20,4
Рис. 1. Схема испытаний каждого из образцов каменной соли при условиях = const и T Ф const
EiXlO8ХС
50
2 5
/а / 1 з — [
// < // > 5
4 /
> у/
-у т°с
при 52 °С, №3
15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
Рис. 2. графики зависимости скорости деформации ¿i каменной соли от температуры при Gj = const для образцов №№ 1 - 6
I I
МПа
оболочке, не позволяющей флюиду, используемому для создания гидростатического давления, соприкасаться с
поверхностью каменной соли. Тем самым, обеспечивалась чистота эксперимента. Ис-ользование информаци-он-о-измерительного комплекса АСУ-Тест позволило в течение всего испытания непрерывно фиксировать значения показаний датчиков осевых и боковых деформаций, изменения давления и температуры.
По результатам испытаний были построены графики зависимости скорости деформации для каждого из исследованных образцов каменной соли от времени, представленные на рис. 2.
Образец №1 разрушился при температуре 60 °С, №2 -- при 47 °С, №4 - при 40 °С, №5 - при 59 °С, №6 - при 60 °С.
Общей тенденцией является увеличение скорости деформирования образцов каменной соли с увеличением температуры. Так для образца 1 в диапазоне температур от 22° до 60° увеличивается в 3,5 раза; для образца 2 в диапазоне от 22° до 52° увеличивается в
4,2 раза; для образца 3 в диапазоне от 22° до 44° увеличивается в 2,2 раза; для образца 4 в диапазоне от 23° до 40° увеличивается в
1,2 раза; для образца 5 в диапазоне от 22° до 58° £; увеличивается в 4,1 раз;
для образца 6 в диапазоне от 21° до 60° ё1 увеличивается в 2,2 раза.
Разброс значений ё1 при температуре 20-25 0С находится в интервале от 5* 10-8 с-1 до 14-10-8 с-1 и равен 9-10-8 с-1, что в 1,5 раза меньше разброса значений при температуре 550-60 0С в интервале от 28-10-8 с-1 до 42-10-8 с-1 и равен 14-10-8 с-1.
Результаты исследований показали, что на скорость деформации образца
1. Аллисон А., Палмер Д. Геология: Пер. с англ.- М.: Мир, 1984.-568с., ил.
2. Ержанов Ж.С., Сагинов А.С., Гуменюк Г.Н., Векслер Ю.А., Нестеров Г.А. Ползучесть
каменной соли существенным образом оказывают влияние температура и нагрузка ё. = f (а,Т). Лабораторные исследования реологических свойств каменной соли должны проводиться в максимально приближенных естественным условиях их залегания, т.е. учет температуры необходим, обязателен и требует дальнейшего изучения.
-------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
осадочных горных пород. Теория и эксперимент. Изд-во «Наука» Каз. ССР, Алма-Ата, 1970, 208 с. Ш
— Коротко об авторе ------------------------------------------------------------
Барбашова О. С. - аспирантка кафедры «Физико-технический контроль производства» Московского государственного горного университета, научный сотрудник ООО «Подземгаз-пром», [email protected]
à
----------------------------------------------------------- РУКОПИСИ,
ДЕПОНИРОВАННЫЕ В ИЗДАТЕЛЬСТВЕ
МОСКОВСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ГОРНОГО УНИВЕРСИТЕТА
ПевзнерЛ.Д., доктор технических наук, профессор, зав. кафедрой АТ,
Тайзар Линн, аспирант
Московский государственный горный университет
РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ШАГАЮЩЕГО ДРАГЛАЙНА
Представлены математические модели технологического процесса экскавации мощного шагающего экскаватора драглайна. Представлены структуры системы автоматизированного мониторинга технологического процесса экскавации. Рассмотрены алгоритмы автоматизированного мониторинга.
Ключевые слова: драглайн шагающий, математическая модель, процесса экскавации, система автоматизированного мониторинга, алгоритмы.
Pevzner L D, Tayzar Linn
Moscow State Mining University, Russia, [email protected]
DEVELOPMENT AND RESEARCH OF AUTOMIZATION SYSTEM MONITORING OF TECHNOLOGICAL PROCESS ON WALKING DRAGMathematical models ofexcavation technological processfor powerful walking excavator dragline are presented. System structures of automated monitoringfor excavation technologicalprocess are presented. Algorithms of automated monitoring are considered.
Ill
