Найден способ улучшить производственные условия шахтной добычи нефти

Статья опубликована в журнале «Безопасность труда в промышленности». Исследования выполнены при поддержке Минобрнауки России.

Термошахтный способ добычи осуществляют в специальных шахтах, в которых добычные участки (уклонные блоки) расположены под землей. Они состоят из насосной станции, галереи, где бурят и укрепляют скважины, уклона и ходка – места для передвижения людей и грузов. Этот метод позволяет извлекать больше ископаемых при меньших потерях тепла и обеспечивает прямой доступ к пластам.

Добыча проходит в несколько этапов. Водяной пар закачивают в пласты и подогревают, чтобы улучшить отток нефти. Затем ее собирают в уклонных блоках, где также нужно поддерживать высокую температуру для предотвращения загустения флюида, что вредит здоровью рабочих. В настоящее время есть много предложений по борьбе с повышенной температурой в уклонном блоке: от кондиционирования воздуха до теплоизоляции горных выработок. Но эти методы не дают нужного эффекта и/или очень финансово затратны.

Ученые Пермского Политеха предложили новый способ проветривания уклонного блока. Он заключается в том, что открытое пространство буровой галереи разделяется продольной теплоизоляционной перегородкой. Так, поступающий в уклон свежий воздух делится на два потока. Один под давлением подается в рабочую зону, а второй выходит через вентиляционную скважину на поверхность. Поскольку при нагреве воздух становится более легким, возникает естественная тяга, которая способствует проветриванию.

Исследования показали, что такой способ полностью решает проблему превышения температуры воздуха в рабочей зоне выше нормы. Ученые Пермского Политеха провели анализ воздухораспределения не только в одном отдельно взятом блоке, а по всей нефтешахте в целом. Это позволило оценить эффективность и применимость такого способа в нефтедобыче.

«В результате моделирования процесса воздухораспределения мы установили, что во всех горных выработках воздух движется в нужном направлении. Поскольку наша основная задача – обеспечение комфортных условий труда, мы провели тепловые расчеты, которые показали, что весь нагретый воздух удаляется через вентиляционную скважину на поверхность. При этом температура находится в пределах 20–22 °С, то есть удовлетворяет требованиям», – комментирует Александр Николаев, профессор кафедры «Горная электромеханика» ПНИПУ, доктор технических наук.

«Максимальная эффективность предложенного метода достигается при изменении режима проветривания с всасывающего (используемого сейчас), где свежий воздух выкачивается из пространства, на нагнетательный, где он, напротив, подается под давлением. Это объясняется тем, что первый режим потребует дополнительной установки системы кондиционирования, – дополняет Станислав Куимов, главный специалист АО «ВНИИ Галургии».

ПНИПУ

1034 статей

Пермский национальный исследовательский политехнический университет (национальный исследовательский, прошлые названия: Пермский политехнический институт, Пермский государственный технический университет) — технический ВУЗ Российской Федерации. Основан в 1960 году как Пермский политехнический институт (ППИ), в результате объединения Пермского горного института (организованного в 1953 году) с Вечерним машиностроительным институтом. В 1992 году ППИ в числе первых политехнических вузов России получил статус технического университета.

Показать больше