О Способе Электроимпульсного Бурения Скважин И Разрушения Твердых Тел

Abstract

Проведены исследования по определению энергоэффективного режима работы электроимпульсной установки для разрушения и дробления природных камней. Установлены оптимальные энергетические и геометрические параметры метода зависимости степени разрушения материалов от напряжения и от величины межэлектродного расстояния коммутирующего устройства. Предложенный способ позволяет эффективно проводить бурильные работы в вертикальных скважинах для установки теплообменников тепловых насосов. DOI: 10.21883/JTF.2017.06.44506.1827 Введение В настоящее время активное использование альтер-нативных источников энергии во многих странах мира рассматривается как один из жизненно важных, стра-тегически необходимых ресурсов, обеспечивающих пер-спективное развитие экономики этих стран [1]. Поэтому современное развитие энергетики Республики Казах-стан характеризуется коренной перестройкой структуры топливно-энергетического комплекса. Это обусловлено повышением цен органического топлива на мировом рынке, обострением экологических проблем.Одним из эффективных и оптимальных путей решения данной проблемы является разработка менее энергоза-тратной технологии, использующей низкопотенциальное тепло грунта [2].Для установки теплообменников теплового насоса применяются горизонтальные и вертикальные скважины. Горизонтальный грунтовой теплообменник устанавлива-ется рядом со зданием на небольшой глубине. Исполь-зование таких грунтовых теплообменников ограничено параметрами имеющейся площади [3]. Вертикальный грунтовой теплообменник эффективно работает практи-чески во всех видах геологических сред, за исключением грунтов с низкой теплопроводностью, например сухого гравия или сухого песка [4][5][6]. Системы из вертикаль-ных грунтовых теплообменников в настоящее время получили огромное распространение. Тем не менее для зданий уже построенных, но еще не сданных в эксплу-атацию, возникает необходимость дополнительной уста-навки вертикальных теплообменников теплового насоса в подвальном или цокольном этаже.При этом механические бурильные установки для под-готовки вертикальных скважин по габаритным размерам не помещаются в подвальных или цокольных комнатах. Для разборки и сборки таких установок требуется опре-деленное время.В связи с вышеизложенным в лаборатории гидродина-мики и теплообмена разработана и практически реали-зована электроимпульсная установка для вертикального бурения. Методика экспериментаЭкспериментальная площадка расположена в цоколь-ном помещении, где размещены лабораторные установ-ки для исследования тепловых процессов в скважинах при осуществлении электроимпульсного бурения.Принципиальная схема электроимпульсной установки и электроимпульсного бура приведена на рис. 1.Внутренняя часть металлической коронки, которая выполняет роль отрицательного электрода электроим-пульсного бура, выполнена в виде эллиптического па-раболоида, что позволяет импульсному давлению со-средоточиться в одной точке. По этой причине при подаче разряда на поверхности грунта появляется очень большое давление, которое приводит к измельчению камней на более мелкие куски...