Тандем - 2, шлакоблочные станки, бетоносмесители


Производство оборудования и технологии
Рубрики

Экспериментальные исследования процесса бурения горных пород плавлением в Ленинградском горном институте

Основной целью экспериментальных исследований, начатых на кафедре технологии и техники бурения скважин Ленинградского горного института, является оценка возможности технической реа­лизации и изучение основных закономерностей процесса бурения горных пород плавлением. Для достижения поставленной цели были выбраны в качестве первоочередных следующие конкретные задачи [291: /,,< V—‘ и

— создание лабораторного стенда и разработка методики экс­периментальных исследований;

— разработка конструкции, обоснование выбора нагреватель­ных элементов и конструкционных материалов, изготовление ма-

|у..- кета высокотемпературного пенетратора;

—экспериментальные испытания макета высокотемпературного пенетратора на образцах и блоках горных пород с целью анализа технических и технологических параметров, определяющих эф­фективность исследуемого процесса бурения.

Разработанный в ЛГИ экспериментальный стенд размещен в специальном помещении площадью 60 м2. Основная часть стенда (рис. 5.25) смонтирована на опорной сварной раме 1 и представ­ляет собой буровой станок 2 марки БСК-2М-100 с гидравлическим регулятором подачи, наружной несущей токоподводящей трубой 8 и внутренней токогазоподводящей трубой 7 со съемным высоко­температурным пенетратором 11. Корпус 14 блока горной породы 19, оборудованный нагревательными элементами 18, покрыт теп­лоизоляционным слоем 15. Кожух 12 крепится к опорной раме при помощи четырех болтов 16 подача инертного газа (гелия) под кожух производится от блока охлаждения 6. Герметизация отвер­стия для прохода наружной трубы производится при помощи уплотнителя 10 и зажимной гайки 9. Система термодатчиков 13 устанавливается в блоке горной породы. Электрический ток к пе — нетратору от электрического силового блока 3 подается на токо­подводящие трубы, изолированные между собой герметичным электроизолятором, через шины, закрепляемые к специальной под­жимной гайке 5 наружной трубы и переходнику внутренней трубы при помощи болтов. Между опорной рамой и кожухом устанавли­вается уплотнительное кольцо 17.

Техническая характеристика экспериментального стенда

15

500

42

. До 1800

Подпись: 15 500 42 . До 1800 Наибольшее усилие гидроподачи вниз, кН

Рабочий ход гидроподачи, мм…………………………..

Диаметр наружной несущей трубы, мм. .

Создаваемая температура, К…………………………….

Мощность нагревателя, кВт……………………… . .

Масса стенда без блока горной породы, кг

Экспериментальные исследования процесса бурения горных пород плавлением в Ленинградском горном институте

Рис. 5.25. Схема экспериментального стенда ЛГИ для исследования процесса бурения горных пород плавлением.

/ — опорная рама; 2 —буровой станок БСК-2М-І00; 3 — электросиловой блок; 4 — переходник-нзо — лятор; 5—поджимная гайка; 6 — блок охлаждения; 7—внутренняя токогазоподводящая труба; в—несущая токоподводящая труба; 9 — гайка; 10 — уплотнительное кольцо; // — пенетратор; 12 — кожух; 13 — термопары; 14 — корпус; 15—теплоизолятор; 16 — болт; 17 — уплотнитель; 18- электронагреватели: /9— блок породы.

Стенд работает следующим образом. В блок горной породы 19 устанавливаются термодатчики 13 для регистрации изменений температуры в радиальном и осевом направлениях и соединяются с самопишущим потенциометром КСП-4. Пенетратор 11 крепится внутри съемного кожуха 12 к наружной несущей токоподводящей трубе 8, закрепленной в шпинделе станка 2. Второй электрический контакт достигается при помощи нажимной гайки перемещением внутренней токогазоподводящей трубы 7 к нагревателю пенетра — тора. Кожух крепится к опорной раме /, между ними устанавли­вается уплотнение 17. Гайкой 9 производится сжатие уплотни­теля 10. Стенд готов к работе.

Инертный газ (гелий) поступает от блока охлаждения 6 в кор­пус пенетратора по внутренней трубе 7 и в кожух. Электрический ток подается через наружную несущую и внутреннюю трубы на нагревательный элемент пенетратора. Затем в процессе нагрева и

Показатели

Базальты

Арамусского

м-ння

Туфы

Авганатурского

м-ния

Объемная масса, 103 кг/м3

2,4

1,78

Плотность, 103 кг/м3

2,6

2,38

Пористость, %

7,9

30

Водопоглощенне, %

1,07

12,5

Предел прочности при сжатии, МПа

92

25

Температура плавления, °С

1200

1100

Плотность расплава, 103 кг/м3

2,7

2,47

Удельная массовая теплоемкость породы, кДж/(кг-°С)

1,05

0,95

Удельная массовая теплоемкость расплава, жДж/(кг-°С)

1,25

1.1

Теплопроводность породы, Вт/(м-°С)

1.6

1,95

Теплопроводность расплава, Вт/(м-°С)

0,25

0,19

Удельная теплота плавления породы, 105Дж/кг

4,2

2,03

подачи гелия при помощи гидравлической системы станка соз­дается осевая нагрузка на пенетратор и включается регистратор КСП-4. Рейс бурения плавлением горной породы, как правило, ограничивается высотой блока породы. В процессе эксперимента регистрируются показания всех приборов. Для исследования за­висимости показателей бурения от температуры горной породы производится предварительный нагрев и поддержание заданной температуры блока породы при помощи электрических нагрева­тельных элементов 18.

Для экспериментальных исследований были подготовлены бло­ки горных пород из базальтов Арамусского месторождения и ту­фов Авганатурского месторождения (Армянская ССР). Основные физико-механические и теплофизические свойства этих пород и их расплавов приведены в табл. 5.5,

Для экспериментального бурения по блокам — горных пород плавлением был разработан и изготовлен в 1984 г. в Проблемной научно-исследовательской лаборатории горной теплофизики Ле­нинградского горного института с участием Государственного ин­ститута прикладной химии (ГИПХ) макет высокотемпературного пенетратора уплотняющего типа для бурения скважин сплошным забоем (рис. 5.26). При разработке конструкции макета пенетра­тора учитывались особые условия работы его отдельных эле­ментов.

Изучаемый процесс бурения связан с плавлением горных по­род и перегревом расплавов до температур на 200—300 °С выше температуры плавления. Надежность и эффективность работы пе­нетратора зависят от следующих основных факторов:

— прочностной и термической усталости используемых для из­готовления материалов;

Экспериментальные исследования процесса бурения горных пород плавлением в Ленинградском горном институте

Рис. 5.26. Схема макета пенетратора уплотняющего действия для бурения сква­жин сплошным забоем.

1 — корпус; 2 — нагреватель; 3 —графитовый экран; 4 — высокотемпературный электроизолятор; 5—кристаллизатор-формователь; 6 — переходник; 7—гайка; 5 —несущая токоподводящая труба; 9—переходник; /0 —болт; // —шнна; 12—токогазоподводящая труба; 18—-поджимная гайка;

14 — электроизолятор.

— скорости воздушной и лавовой высокотемпературной корро-. зии;

— расчетного срока службы нагревательного элемента.

При выборе материалов для изготовления пенетратора учиты­вались значения и характер механических напряжений в элемен­тах и деталях конструкции, рабочая температура, свойства окру­жающей пенетратор среды, допускаемая по конструктивным сооб­ражениям деформация и рациональный срок службы.

К тугоплавким материалам, из которых главным образом из­готавливаются корпус (обтекатель) и внутренние части пенетра­тора, предъявлялись следующие требования:

— жаростойкость при температурах 1230—1630° С без окис­ления, расплавления и деформации;

— достаточная механическая прочность при высоких рабочих температурах;

— термостойкость при резких колебаниях температуры;

— сопротивляемость химическим воздействиям при нормаль­ных и высоких температурах, способность не образовывать соеди­нений с расплавом пород и нагревательным элементом;

— высокая теплопроводность для обеспечения максимального отвода тепла от нагревателя к породе;

— низкая стоимость и технологичность изготовления изделий различной конфигурации.

Нагревательный элемент пенетратора из жаростойкого мате­риала должен удовлетворять следующим требованиям:

— отсутствие фазовых превращений при нагреве и охлаждении в процессе эксплуатации;

— высокая температура плавления;

— высокая жаростойкость;

— высокое удельное электрическое сопротивление;

— пластичность и свариваемость.

В результате проведенного анализа свойств наиболее распро­страненных материалов для изготовления нагревательного эле­мента пенетратора был выбран пиролитический графит.

Конструктивные особенности и принцип работы высокотемпе­ратурного пенетратора уплотняющего типа для бурения без от­бора керна (см. рис. 5.26) заключаются в следующем. Корпус (об­текатель) пенетратора 1 изготавливается из сплава молибдена с рением (0,05 %) и служит для передачи излучаемой нагревате­лем высокотемпературной тепловой энергии горной породе или ее расплаву с минимальным температурным градиентом вдоль вер­тикальной оси. Кроме того, через корпус (обтекатель) передается усилие, уплотняющее расплав на забое и стенках скважины. На­гревательный элемент 2 изготовлен из пиролитического графита и закрепляется в корпусе пенетратора с помощью высокотемпера­турного электроизолятора 4, изготовленного из нитрида бора. С целью увеличения теплоотдачи внутренняя часть. корпуса обо­рудована графитовым экраном 3. Зазор между нагревателем-из­лучателем и приемником заполняется инертным газом (гелием). Нагреватель-излучатель изготовлен из набора ориентированных дисков, уплотненных и прижатых к торцевой внутренней части корпуса (обтекателя) пенетратора токоподводящим электродом.

В верхней части пенетратора расположен цилиндрический кри- сталлизатор-формователь 5, предназначенный для охлаждения расплава и формирования из него при застывании на стенках сква­жины плотного остеклованного слоя. В качестве материала для изготовления кристаллизатора был выбран графит, поскольку он обладает минимальной адгезией к расплаву. Кристаллизатор кре­пится с помощью гайки 7, изготовленной из вольфрама. Подача электрического тока производится по наружной токоподводящей трубе 8, изготовленной из титанового сплава, и внутренней токо-

Техническая характеристика макета пенетратора уплотняющего действия для бурения без отбора керна

50 До 15 1830

2,72

Подпись: 50 До 15 1830 2,72 Максимальный наружный диаметр, мм

Мощность, кВт……………………………………….

Рабочая температура корпуса, °С. . Масса, кг

газоподводящей трубе 12 из того же материала через высокотем­пературный токоподвод 6 (вольфрам). Ток от электросилового блока подается через медные шины И, закрепленные на трубах при помощи болтов 10. Электроизолятор 14, являющийся одно­временно подвижным устройством для прижатия внутренней трубы, крепится поджимной гайкой 13.

Электрическая мощность пенетратора определялась с помощью амперметра постоянного тока со шкалой 150 А (класс точ­ности 1,5) и вольтметра постоянного тока со шкалой 250 В (класс

1, 5). Параметры обогрева блока горной породы контролировались с помощью амперметра переменного тока со шкалой 20 А (класс ■точности 1,5) и вольтметра со шкалой 250 В (класс точности 1,5). Вес снаряда определялся с помощью электромеханического дат­чика веса и фиксировался электрическим индикатором веса, от — маркированным в ньютонах и установленным в пульте управления работой снаряда. Проходка за рейс и глубина внедрения опреде­лялись с помощью синхронно следящей системы сельсин-датчик — сельсин-приемник. Сельсин-приемник установлен на пульте управ­ления и механически связан с индикатором, оттарированным в сантиметрах. Диаметр скважины, толщина остеклованного слоя из­мерялись с помощью штангенциркуля с ценой деления 1 мм. Время бурения определялось с помощью авиационных часов-секундо­меров.

В процессе экспериментальных исследований бурение проводи­лось по блокам базальта, туфа, монолитной каменной соли и дроб­леной поваренной соли.

Основные результаты экспериментального бурения плавлением пород на лабораторном стенде приведены в табл. 5.6 и 5.7 и пред­ставлены графически на рис. 5.27 и 5.28 [27].

Анализ полученных результатов показывает, что определяю­щими параметрами процесса бурения плавлением горных пород является реализуемая в зоне забоя тепловая мощность пенетра­тора и эффективное удаление расплава с поверхности забоя. При одной и той же мощности пенетратора скорость бурения плавле­нием в пористых и дробленых породах (туф, дробленая поварен­ная соль) значительно выше, чем в плотных (базальт, монолит­ная каменная соль). Толщина и перегрев слоя расплава в первом случае существенно меньше, чем во втором.

При увеличении осевой нагрузки на пенетратор повышается давление на слой расплава, уменьшается его толщина и увеличи­вается скорость выдавливания его из зоны забоя, что в пределах

Опытные значения влияния активной мощности пенетратора ЛГг на скорость бурении плавлением V, м/ч, при осевой нагрузке С = 5,0 кН

Nat кВт

Базальт

Туф

Соль монолнтная

V, м/ч

1>ср. м/ч

V* м/ч

пср, м/ч

V, м/ч

кср. М/ч

0,03

0,30

0,08

1,0

0,02

0,02

0,22

0,22

0,09

0,08

0,04

0,15

0,06

0,01

0,20

0,07

0,32

1,32

0,21

2,0

0,13

0,20

1,45

1,37

0,30

0,29

0,14

1,40

0,40

0,22

1,30

0,25

0,32

2,42

0,62

3,0

0,61

0,42

2,60

2,56

0,58

0,60

0,43

2,40

0,60

0,30

2,81

0,58

0,59

3,95

1,40

5,0

0,72

0,63

4,00

3,95

1,38

1,4

0,70

3,98

1,29

0,52

3,85

1,52

1,02

4,98

1,60

7,0

0,92

0,83

5,02

4,96

1,62

1,66

0,65

4,89

1,73

0,72

4,95

1,70

Экспериментальные исследования процесса бурения горных пород плавлением в Ленинградском горном институте

Экспериментальные исследования процесса бурения горных пород плавлением в Ленинградском горном институтеРис. 5.27. Опытные значения зависи — Рис. 5.28. Опытные значения зависи­мости скорости бурения плавлением мости скорости бурения плавлением

V от активной мощности Ыа пенетра — о от осевой нагрузки С иа пенетра­тора (О = 50 мм, Я = 75 мм) при тор (В — 50 мм, Н ==75 мм) при ак-

осевой нагрузке 50 кН по различным тивиой мощности = 5,0 кВт по породам. различным породам.

1 — базальт; 2—соль монолитная; 3—туф. / — базальт; 2 —соль монолитная; 8—туфі

4 — соль россыпная.

Опытные значения влияния осевой нагрузки С на скорость бурения плавлением да при активной мощности пенетратора Na = 5,0 кВт

С, кН

Базальт

Туф

Соль монолитная

Соль россыпная

и, м/ч

иср. м/ч

V, м/ч

»ср. м/4

V, м/ч

иср, М/ч

г, м/ч

оср. М/ч

2,0

0,25

0,30

0,27

0,30

0,28

3,12

3,02

3,00

3,06

3,05

0,98

0,96

0,97

0,93

0,96

4,40

4,53

4,48

4,39

4,46

3,0

0,35

0,39

0,40

0,38

0,38

3,51

3,59

3,69

3,61

3,60

1,29

1,15

1,21

1,23

1,22

4,70

4,76

4,80

4,74

4,75

5,0

0,46

0,45

0,44

0,45

0,45

3,62

3,96

4,15

4,07

3,95

1,50

1,42

1,52

1,48

1,48

5,40

5,38

5,44

5,42

5,41

7,0

0,53

0,51

0,47

0,49

0,50

4.50 4,22

4.51 4,49

4,43

1.73

1.74

1.70

1.71

1,72

5,60

5,89

5,76

5,75

5,75

10,0

0,56

0,57

0,59

0,56

0,57

4,40

4,49

4.47

4.48

4,46

1,80

1,85

1,81

1,78

1,81

5,98

6,08

5,95

6,03

6,01

12,0

0,55

0,56

0,59

0,54

0,56

4,55

4.57 4,54

4.58

4,56

1,75

1,79

1,77

1,72

1,76

6,0

6,12

6,10

6,11

6,08

малых значений осевой нагрузки сопровождается заметным уве­личением скорости бурения плавлением.

В процессе экспериментальных исследований изучалось влия­ние технологических факторов (активной мощности пенетратора, осевой нагрузки) и конструктивных параметров (высоты, формы и материала кристаллизатора-формователя) на качество образую­щегося из застывающего на стенках скважины расплава остекло­ванного слоя.

Эксперименты по изучению зависимости качества остеклован­ного слоя от осевой нагрузки на пенетратор уплотняющего дей­ствия проводились на блоках туфа при фиксированной активной мощности пенетратора 3,5 кВт. При небольших осевых нагрузках на пенетратор (до 3 кН) давление в расплаве не обеспечивало эффективного удаления образующихся при плавлении породы га­зовых включений, поэтому в застывшем на стенке скважины остек­лованном слое сохраняются многочисленные пустоты и газовые

Рис. 5.29. Блоки туфа пробуренные плавлением уплотняющим пенетратором при осевой нагрузке 3 (а), 7 (б) и 12 кН (в).

включения. Повышение давления приводит к уменьшению разме­ров и количества пустот и газовых включений; увеличивается глу­бина проникновения расплава в трещины приствольной зоны, уменьшается толщина остеклованного слоя. Это хорошо видно на образцах проплавленных блоков туфа, представленных на рис. 5.29.

При осевой нагрузке на пенетратор 3 кН образуется остекло­ванный слой с полосчатой структурой и многочисленными пусто­тами и газовыми включениями (рис. 5.29,а); при осевой нагрузке 7 кН остеклованный слой имеет ровную поверхность, содержит мелкие, однородные по форме пустоты и включения, толщина его 2—3 мм (рис. 5.29,6); при осевой нагрузке 12 кН остеклованный слой однороден, без видимых пустот и газовых включений, тол­щина 1,0—1,5 мм (рис. 5.29,б).

В процессе экспериментальных исследований изучалась про­блема выбора материала для кристаллизатора-формователя и влияние его высоты на качество образующегося на стенках сква­жины остеклованного слоя.

Характер износа молибденового корпуса пенетратора и изго­товленного из графита кристаллизатора-формователя показан на рис. 5.30. Быстрый износ графитового формователя происходил

Рис. 5.30. Характер износа молибденового корпуса пенетратора и графитового кристаллизатора-формователя. а — пенетратор до начала работы; б —после экспериментального бурения по туфу в течение

12 ч; в —то же. после 20 ч.

при извлечении пенетратора из скважины за счет трения по шеро­ховатым стенкам остеклованного слоя.

На основании полученного опыта для повышения износостой­кости в формователе было предусмотрено чередование графитовых и молибденовых колец. Диаметр графитовых колец при темпера­турах выше застывания расплава превышает диаметр молибдено­вых колец. Это обеспечивает контакт расплава с графитом и предо­твращает адгезию расплава на поверхности последнего. При ме­нее высоких температурах, когда расплав застывает, его шеро­ховатая поверхность контактирует с поверхностью молибденовых колец, материала более твердого и подвергающегося меньшему абразивному износу.

Высота секции кристаллизатора-формователя также оказывает существенное влияние на качество образующегося остеклованного слоя. При небольшой высоте формователя выдавленный в коль­цевой зазор расплав не успевает охладиться и застыть. При даль­нейшем охлаждении и остывании выше кристаллизатора остекло­ванный слой образует шероховатую поверхность, затрудняющую последующее извлечение пенетратора, резко увеличивающую его поверхностный износ. При увеличении высоты формователя шеро­ховатость поверхности остеклованного слоя уменьшается, но зна­чительно увеличивается сопротивление со стороны остеклованного

слоя при осевом перемещении пенетратора. Анализ результатов экспериментального бурения позволил в качестве оптимальной для плавления туфа пенетратором уплотняющего типа диаметром 50 мм принять высоту формователя 45 мм.

В делом результаты выполненного первого этапа эксперимен­тальных исследований подтвердили работоспособность выбранной конструкции пенетратора, показали возможность ее совершенство­вания, а также позволили оценить взаимосвязь основных техно­логических параметров процесса бурения плавлением горных по­род и наметить конкретные пути проведения дальнейших работ в этом направлении.

Настоящая работа является первой попыткой обобщения накопленных к настоящему времени результатов теоретических и экспериментальных исследований, опытно-конструкторских разра­боток и практического опыта в области создания и применения специальных технических средств и технологий бурения скважин в осложненных условиях с сохранением или сознательным изме­нением естественного агрегатного состояния буримых горных пород.

Если решение задачи обеспечения естественного криогенного состояния сцементированных льдом мерзлых пород уже имеет свою историю и по этому вопросу существует достаточно содер­жательная литература, проблемы эффективного и экономичного бурения с одновременным замораживанием рыхлых влажных и обводненных пород, глубокого бурения сплошных льдов плавле­нием и тем более бурение горных пород плавлением с одновре­менным креплением стенок скважины требуют для своего решения дальнейших целенаправленных усилий исследователей и прак­тиков.

Все замечания и рекомендации, направленные на развитие и внедрение в производство этих перспективных направлений совер­шенствования технологии бурения скважин, будут с благодар­ностью приняты авторами.

Теплофизические свойства рыхлых горных пород (грунтов)

Массовая

влажность

Теплоемкость

Теплопроводность

(льдистость)

Сп, Дж/(кг-°С)

А. п, Вт/(м-"С)

XV, %

Подпись:

Объемная плотность, р, кг/м3

Подпись: Объемная плотность, р, кг/м3(по данным Г. П. Мазурова [53])

Песчаные

породы

1500

2

800/750

0,73/0,82

0,594/0,731

1500

20

1380/960

1,26/1,80

0,600/1,231

1600

2

800/750

0,84/0,98

0,644/0,803

1600

8

1000/840

1,27/1,64

0,705/1,236

1600

15

1260/920

1,36/1,93

0,667/1,319

1600

25

1500/1000

1,49/2,21

0,611/1,356

1700

8

1090/840

1,44/1,88

0,803/1,250

1700

25

1500/1050

1,70/2,56

0,667/1,458

1800

15

1260/920

1,78/2,57

0,786/1,533

1800

25

1500/1000

1,93/2,93

0,719/1,617

2000

25

1470/1000

2,38/3,66

0,806/1,825

2100

15

1470/1000

2,59/4,00

0,839/1,914

Глинистые породы

1400

27

1630/840

0,94/1,27

0,417/0,797

1500

8

1170/960

0,85/1,02

0,483/0,711

1500

27

1630/1130

1,08/1,49

0,442/0,889

1500

40

1880/1200

1,17/1,66

0,411/0,903

1600

18

1400/1050

1,14/1,49

0,494/0,889

1600

27

1630/1090

1,23/1,72

0,483/0,981

1600

40

1880/1200

1,33/1,95

0,439/0,981

1800

18

1400/1050

1,45/1,92

0,569/1,047

1800

27

1580/1090

1,56/2,20

0,539/1,094

1800

40

1830/1200

1,66/2,36

0,497/1,083

2000

18

1380/1050

1,85/2,49

0,658/1,189

2000

27

1580/1090

1,93/2,74

0,597/1,236

2100

40

1830/1200

2,15/3,06

0,558/1,217

Температуропро­водность сп, 10~6 м2/с

Примечание. В числителе —значения для талых пород, в знаменателе —для мерзлых.

Продолжение при л. I Теплофизические свойства скальных горных пород (по данным работ [53,57,58])

Теплопровод­ность Лп, Вт/(м*°С)

Температуро­проводность ап. 10 6 м2/с

 

Теплоемкость сп, Дж/(кг-°С)

 

Породы

 

Экспериментальные исследования процесса бурения горных пород плавлением в Ленинградском горном институте

Осадочные породы

Конгломерат

2100—3000

754—837

1,07—3,86

0,63—1,15

Песчаник

2000—2900

670—3345

0,38-5,17

0,25—2,04

Алевролит

1800—2800

745-1649

0,41—3,58

0,54-1,54

Аргиллит, глини­стый сланец

1700—3000

737—988

0,25—3,01

0,60-1,54

Доломит

1900—3000

648—1465

1,63-6,50

0,83—1,68

Известняк

1800—2900

753—1712

0,92-4,40

0,39-1,69

Мел

837—3915

0,82-2,22

0,31-0,62

Мергель

1500- 2800

837 —3085

0,50-3,91

0,31 — 1,39

Каменная соль

2150—2300

1474—4651

1,67—5,50

1,12-1,77

Магматические породы

Пироксенит

2900—3400

879—1214

3,48-5,02

0,94—1,49

Серпентинит

2480—3600

963-1130

2,31-2,87

0,84—0,98

Перидотит

2880—3290

961-1088

3,78-4,85

1,20-1,41

Г аббро

2850-3050

879-1130

1,80—2,83

0,93-1,22

Диорит

2670—2920

1118—1168

1,38-2,89

0,33—0,86

Г ранит

2550—2680

741 — 1548

1,34—3,69

0,33—1,50

Г ранодиорнт

2620—2780

741-1256

1,64—2,48

0,30-0,75

Сиенит

2570—2650

1,74—2,67

0,54—0,79

Диабаз

2620—2950

783-929

1,71—2,90

0,90—1,02

Базальт

2220 -2850

762—2135

0,51—2,03

0,43—0,68

Порфирит

2550-2810

879-921

0,73-3,13

0,68—1,07

Туф

795—1411

1,30-3,95

1,00-1,24

Метаморфические породы

Гнейс

2630-3070

754-1176

0,94—4,86

0,63—0,83

Амфиболит

2720—3970

1063-1201

1,75-2,89

0,53-0,81

Мрамор

2680—2710

753—879

1,59-4,00

0,78—1,20

Кварцит

2600—2680

718—1331

2,68-7,60

1,36-2,09

Роговик

2550—2820

1478-1482

2,12—6,10

1,45

Теплофизические параметры промывочных агентов (по данным работ [1, б, 23, 24])

Темпера­

Тепло­

Тепло­

Темпера­

Динами­

Кинемати­

Критерий

Плотность

емкость

провод­

туропровод­

ческая

ческая

тура, і, “С

р, кг/м3

с.

ность, X,

ность а.

вязкость

вязкость,

Прандтля

Дж/(кг-«С)

Вт/(м-°С)

10“6 м2/с

ц, МПа-с

10“ 6 м2/с

Рг

Сухой воздух при 760 мм рт. ст.

-50

1,534

1,013

0,0203

13,1

14,61

9,54

0,726

—20

1,365

1,009

0,0226

16,5

16,28

11,93

0,724

0

1,252

1,009

0,0237

18,7

17,16

13,70

0,723

10

1,206

1,009

0,0245

20,1

17,75

14,70

0,722

20

1,164

1,013

0,0252

21,2

18,24

15,70

0,722

30

1,127

1,013

0,0258

22,6

18,73

16,61

0,722

40

1,092

1,013

0,0265

24,0

19,22

17,60

0,722

50

1,056

1,017

0,0272

25,3

19,61

18,60

0,722

60

1,025

1,017

0,0280

26,8

20,10

19,60

0,722

70

0,996

1,017

0,0286

28,2

20,40

20,45

0,722

80

0,968

1,022

0,0293

29,5

20,99

21,70

0,722

Пресная вода

0

999,8

4212

0,551

0,131

1788

1,788

13,65

10

999,6

4191

0,575

0,137

1305

1,306

9,53

20

998,2

4183

0,599

0,143

1004

1,006

7,03

Водный раствор хлористого натрия

-5

1060

3778

0,547

0,137

2305

2,175

-10

1110

3551

0,519

0,132

3344

3,013

-15

1140

3442

0,497

0,127

4776

4,189

15.88

22.88 32,98

-10

-20

1100

3650

0,610

0,152

_

1200

3270

0,620

0,158

1300

3050

0,635

0,160

1400

2850

0,650

0,163

1500

2680

0,675

0,168

1600

2500

0,710

0,176

20

Естественный глинистый раствор

Водный

раствор

хлористого

кальция

I 1130

3329 I

0,509

I 0,135

4060 |

3,593 I

| 1200

3002 |

0,465

1 0,129

8610 |

7,175 |

Подпись:

26,61

55,62

Подпись: 26,61 55,62 Искусственный глинистый раствор на базе бентонитовых и баритовых порошков

1050

3760

0,580

0,147

1100

3400

0,570

0,152

1200

3020

0,570

0,157

1300

2710

0,575

0,163

1500

2360

0,610

0,172

_

1700

2200

0,680

0,182

1900

2040

0,790

0,204

2100

1880

0,875

0,221

Темпера­

Тепло-

Тепло­

Темпера­

Динами­

Кинемати­

Критерий

Плотность

емкость

провод­

туропровод­

ческая

ческая

тура,

р, кг/м3

с.

ность, к Вт/(м-°С)

ность а,

вязкость

вязкость,

Праидтля,

Ди^/(кг*®С)

Ю-6 м2/с

х, МПа-с

10-® м2/с

Рг

Малоглинистый иефтеэмульсиониый раствор

20

950

3 580

0,340

0,101

—-

1000

3 380

0,345

0,102

—-

1 100

3 110

0,365

0,107

—-

1 200

2 870

0,385

0,112

—-

1 300

2 740

0,420

0,118

Дизельное топливо

20

860

2010

0,221

0,128

17 200

20,0

156,25

Керосин

20

850

2219

0,105

0,056

2 550

3,0

53,57

Керосин высшего качества

(ТС-1)

20

840

2 219

0,116

0,062

1680

2.0

32,2а

[1] В работе [80] сведения о теплопроводности базальта отсутствуют. При­веденное значение Лг принято по аналогии с известными данными о расплавах базальтов.

Оставить комментарий