ОПИСАНИЕ НЕОДНОРОДНОСТИ В РАСПРЕДЕЛЕНИИ ТЕМПЕРАТУРЫ ВДОЛЬ СПИРАЛИ. Студенческий
 Скачать 2.81 Mb.
|
|
Список литературы: 1. Tourism and Covid-19 – Unprecedented economics impact: analytic note, April 2020, Policy Brief: COVID-19 and Transforming Tourism. – UNWTO, 2020. – 6 p. 2. Chiranji.K. Corona (Covid-19) and Tourism: more opportunities in the aftermath of the lockdown [Electronic resource] // Research Gate: site – URL: https://www.researchgate.net/publication/340828704_CORONACovid19_AND_TOURISM_M ORE_OPPORTUNITIES_IN_THE_AFTERMATH_OF_THE_LOCKDOWN 3. 'Safe Travels': Global Protocols & Stamp for the New Normal: analytical review, 2020. – World Travel & Tourism Council, 2020. – 1 p. 4. Economic Impact Report: report, 2019. – World Travel & Tourism Council. 5. Rebuilding tourism for the future: COVID-19 policy responses and recovery Electronic resource] // OECD: site – URL: https://www.oecd.org/coronavirus/policy-responses/rebuilding- tourism-for-the-future-covid-19-policy-responses-and-recovery-bced9859/ Научный журнал «Студенческий» № 40(168), часть 1,декабрь, 2021 г. 27 РУБРИКА «ГЕОЛОГИЯ» СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ВТОРИЧНОГО ВСКРЫТИЯ И ОСВОЕНИЯ СКВАЖИН Велиев Кумбат Бахлул оглы студент, кафедра Бурение нефтяных и газовых скважин, Тюменский индустриальный университет, РФ, г. Тюмень Е-mail: kumbat199571@gmail.com Закиров Николай Николаевич научный руководитель, д-р техн. наук, проф., Тюменский индустриальный университет, РФ, г. Тюмень АННОТАЦИЯ В данной работе рассмотрены несколько уже введенных в эксплуатацию скважин и проблемы, связанные с ними, также будут рассмотрены перспективные технологии вторич- ного вскрытия и освоения скважин, исследованы составы буровой промывочной жидкости. На основе рассмотренных данных был подобран перспективный вариант вторичного вскрытия, а именно радиальное перфорационное бурение. Ключевые слова: опытно-промышленные испытания, ремонтно-изоляционные рабо- ты, обработка призабойной зоны, вторичное вскрытие, гидроразрыв пласта, винтовой забойный двигатель, геолого-технические мероприятия. Одним из важнейших этапов строительства скважин является вторичное вскрытие (перфорации). От качества подбора и проведения работ по вторичному вскрытию зависит гидродинамическая связь скважины и пласта. Из-за низкого качества проведения перфора- ционных работ снижается эксплуатационный ресурс и показатель нефтеотдачи. Самыми распространенными способами вторичного вскрытия являются прострелочно-взрывные технологии (80-85%). Отметим, что, несмотря на широкий выбор различных способов перфорации, чаще всего проводят прострелочные работы с кумулятивными перфораторами. Современные кумулятивные перфораторы очень развиты, но неправильно подобранная технология или неправильно выбранный заряд могут отрицательно повлиять крепь це- ментного камня. Проведенные лабораторные исследования показали, что энергия кумуля- тивного взрыва придает снаряду скорость больше 8000 м/с и ударный импульс около 25 000 МПа. Высокая скорость и большой ударный импульс создают ударное пробивное усилие и нагрузку растяжения, а цементный камень очень чувствителен к таким нагрузкам. Хотя длительность, создаваемой нагрузки растяжения, больше в 2 раза, чем длительность периода сжатия, она создает давление соизмеримое с абсолютной энергией взрыва. Но кумулятивные заряды могут пагубно влиять не только на цементный камень, но и на породу. Большое давление, создаваемое кумулятивной струей, уплотняет стенки только что созданных перфорационных каналов. Уплотнение стенок перфорационных каналов ведет к Научный журнал «Студенческий» № 40(168), часть 1,декабрь, 2021 г. 28 снижению их проницаемости (особенно в газовых скважинах), впоследствии параметры производительности тоже падают. Все эти данные были получены только после того, как глубинное оборудования для перфорации стали снабжать сенсорной аппаратурой, способной регистрировать влияние кумулятивных взрывных волн. Для защиты крепи скважины от пагубного воздействия энергии кумулятивного заряда УГНТУ совместно с ОАО «БашНИПИнефть» разработана компоновка перфорационного оборудования с использованием имплозионных камер. Похожую конструкцию применяли в Коминефть для обработки ПЗП (с 1966 г.). Имплозионные камеры имеют специальную конструкцию для частичного поглощения энергии взрыва, устанавливаются над и под пер- форатором (рисунок 1). В конструкцию также можно включить дополнительные техноло- гические баки для обработки призабойной зоны кислотой для интенсификации притока. Щелевая и сверлящая перфорации считаются щадящими методами и устройствами. Образующиеся после щелевой и сверлящей перфорации отверстия наиболее оптимальны с точки зрения гидравлического совершенства. Хорошая гидравлическая связь пласт-скважина за счет сверления отверстий определенного диаметра и глубины. При таком методе перфо- рации отсутствует взрывная волна и нарушение целостности цементного камня миними- зируется. Рисунок 1. Конструкция перфоратора с импорзированными камерами: 1 – корпус перфоратора; 2 – заряд; 3 – детонирующий шнур; 4 – головка инициирующая; 5 – переводник; 6 – трубка Принцип действия предельно прост – режущий диск перемещается вдоль корпуса пер- форатора, при этом находясь в постоянном контакте с колонной и прилагая к ее стенке усилие для разрушения цементного камня. Одновременно с режущим диском, образованная борозда обрабатывается гидромониторной струей большого давления. Струя помогает разру- шить цементный камень и намывает каверну в горной породе вдоль перфорационного отверстия. Этот метод отличается своей простотой и надежностью. С целью экономии времени, затрачиваемого на строительство скважин, были разрабо- таны компоновки внутрискважинного оборудования, позволяющие выполнить вторичное вскрытие пласта и освоить скважину за одну спускоподъемную операцию. Такой вариант компоновки включает в себя перфоратор (создание гидродинамической связи пласт-скважи- на), отсеки для технологической жидкости и струйный насос (обработка ПЗП для освоения), комплекс контрольно-измерительных приборов (регистрация и контроль параметров работы компоновки), общий вид таких компоновок представлен на рисунке 2. Научный журнал «Студенческий» № 40(168), часть 1,декабрь, 2021 г. 29 Рисунок 2. Компоновка щелевого перфоратора Перфораторы типа ПС-112 (ВНИИГИС, г. Октябрьский) получили распространение в отдельных регионах. Аппаратура такого типа позволяет сделать перфорационные каналы глуби- ной 70-80 мм и диаметром около 200 мм. Каналы глубиной 80 мм чаще всего недостаточны, поэтому после производят дополнительный перестрел кумулятивными зарядами. Многие институты и предприятия вели разработки технологий позволяющих повысить эффективность вторичного вскрытия, часто объединяя свои усилия для достижения этой цели. Технологии разветвленного вскрытия пласта Следующим этапов в развитии технологий вторичного вскрытия стало создание техно- логии разветвленного вскрытия пластов с малым и сверхмалым радиусом отклонения от вертикали (рисунок 3). Создание перфорационных каналов может осуществляться двумя способами: 1) вращательный – с применением винтового забойного двигателя; 2) струйный – создание фильтрационного канала высоконапорной струей жидкости с добавлением абразива (в зависимости от типа породы). Радиус кривизны каждого пробуренного канала проверяется специальным инструментом (радиус кривизны 0,3м). Впервые такие компоновки начали применять зарубежные компании Liberta NG, Petrojet, Radial Drilling Services Inc., RadTech Inc (все США, кроме Radial Drilling Services Inc). Научный журнал «Студенческий» № 40(168), часть 1,декабрь, 2021 г. 30 Рисунок 3. Технология радиального вскрытия И у вращательного, и у струйного способов есть недостатки. При вращательном способе отсутствует телеметрический контроль в реальном времени траектории фильтрационных каналом, напомню, что контроль траектории проводится уже после создания канала. При использовании струйного способа создается большое давление (до 100 МПа) и скорость (до 400 м/с) струи, что может повлечь за собой поглощение и загрязнение продуктивного пласта с низким пластовым давлением. Кроме того, высокоскоростная струя может образовать ка- верны склонные к обвалам породы. Такие каверны возникают на участках сильно дрени- рованной заколонной области ПЗП, сложенной слабосцементированными обломочно-оса- дочными породами. Совершенствование технологий радиального вскрытия привело к появлению метода глубокой перфорации радиальным бурением. Техника и технология глубокой перфорации позволяет предотвратить и устранить образование конусов ГНВК в призабойной зоне. Технологическая схема оборудования для произведения таких работ представлена на рисунке 4. [17]. Рисунок 4. Технология глубокой перфорации Научный журнал «Студенческий» № 40(168), часть 1,декабрь, 2021 г. 31 Способ вторичного вскрытия технологии глубокой перфорации позволял создать кана- лы с радиусом кривизны 4-10 м. Каналы могут быть от 10 м до 50 м длину, диаметр каналов варьируется от 48 мм до 60 мм. ТЕХНОЛОГИЯ «Radial Drilling Services» ИМЕЕТ РЯД НЕОСПОРИМЫХ ПРЕИМУ- ЩЕСТВ: Прогнозируемая траектория механического бурения каналов (подтверждается прове- дением инклинометрии); Возможность многократного входа в пробуренные каналы; Возможность проведения СКО и других химических ОПЗ в пробуренных каналах через гидромониторную насадку «Radial Drilling Services»; Возможность обсадки пробуренных каналов фильтрами (для терригенного коллектора); Состоит исключительно из узлов отечественного производства; Конкурентная стоимость. Изучив все технические характеристики и преимущества видно, что технология подходит для нашего случая. Учитывая, что есть возможность контролировать траекторию бурения каналов, провести кислотную и другую обработки сразу после бурения для интен- сификации добычи. Список литературы: 1. Акульшин В.С.Эксплуатации нефтяных и газовых скважин. / Акульшин В.С., Бойко Ю.А., Зарубин В.М., Дорошенко О.И. – Москва : Недра, 2018. 2. ООО «Radial Drilling Services» : Радиальное бурение скважин, официальный сайт [сайт] – URL: http://perfobur.com 3. Амиян В.А Вскрытие и освоение нефтегазовых пластов / Амиян В.А., Васильева Н.П. – Москва : Недра, 1972. 186 с. 4. Попов А.А. Ударные воздействия на призабойную зону скважин. – Москва : Недра, 1990. 138 с. 5. Шамов Н.А. Технология и технические средства улучшения гидродинамической связи скважины с пластом / Шамов Н.А., Лягов А.В., Зинатуллина Э.Я., Асеев Е.Г., Бубелов А.В. – Уфа : Нефтегазовое дело. 2016. Том 4. № 1. С. 47 – 57. Научный журнал «Студенческий» № 40(168), часть 1,декабрь, 2021 г. 32 РУБРИКА «ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ» АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР СИСТЕМЫ ПЕРВИЧНОЙ РАДИОЛОКАЦИИ Разыкова Майя Руслановна, студент, кафедра Радиоэлектроника Донской государственный технический университет, РФ, г. Ростов-на-Дону E-mail: m.razykova@yandex.ru ANALYTICAL OVERVIEW OF THE PRIMARY RADAR SYSTEM Maya Razykova Student, Department of Radio Electronics, Don state technical university, Russia, Rostov-on-Don АННОТАЦИЯ В данной статье авторами описывается принцип работы систем первичной и вторичной радиолокации, приводятся достоинства и недостатки анализируемых систем, а также описы- ваются дополнительные режимы работы. ABSTRACT In this article, the authors describe the principle of operation of primary and secondary radar systems, the advantages and disadvantages of the analyzed systems are given, and additional modes of operation are described. Ключевые слова: первичный радиолокатор, вторичный радиолокатор, летательный аппарат. Keywords: primary radar, secondary radar, aircraft. Первичный обзорный радиолокатор (ПОРЛ) предназначен для сбора и предоставления информации об азимуте и удалении летательного аппарата. Система имеет достаточно простой состав: передатчик, приемник и вращающаяся антенна. Принцип работы ПОРЛ основан на фиксировании передаваемых самой системой импульсов радиоизлучения, отраженных от конкретного ВС и принятых через определенный промежуток времени. Время с момента передачи импульса до момента получения отраженного сигнала и определяет дальность до воздушной цели. Азимут ЛА определяется относительно положения вращающейся антенны в момент приёма отраженного сигнала. Система ПОРЛ не требует наличия специального бортового оборудования для определения местоположения ВС. Однако, отражения происхо- дят, как от искомых целей, так и от нежелательных объектов, тем самым создавая радиолока- ционные помехи. С целью их устранения используются специальные методы обработки принятых сигналов. Базовая схема и структура ПОРЛ представлена на рисунке 1. Ещё одной особенностью применения первичных обзорных радиолокаторов является их возможность определения метеообстановки, а также наличия стаи птиц, что особенно важно для малых эшелонов полетов и на трассах в районе аэродромов [1]. Научный журнал «Студенческий» № 40(168), часть 1,декабрь, 2021 г. 33 Рисунок 1. Структура ПОРЛ [2] Достоинства систем ПОРЛ: возможность определения воздушной цели без необходимости наличия специальных бортовых ответчиков; возможность определения дальности до ЛА, не являющимися авиационными, напри- мер, крылатые ракеты, БЛА, дрейфующие аэростаты и др.; возможность определения метеорологических условий, например, системы ПОРЛ можно запрограммировать таким образом, чтобы излучающие импульсы отражались от осадков. Недостатки: зависимость системы от отражающей поверхности воздушного судна (его размеров и материала); возможность наложение путей отраженных импульсов при нахождении двух ВС на малом расстоянии друг от друга; невозможность идентификации ВС в соответствии с требованиями диспетчерских пунктов ОрВД; невозможность определения абсолютной высоты летательных объектов. В соответствии с Глобальным аэронавигационным планом, по мере использования и внедрения более современных систем авиационного наблюдения применения первичных обзорных радиолокаторов для обслуживания международных воздушных перевозок будет сокращаться. Однако данные системы будут по-прежнему использоваться для обслуживания местного воздушного движения. Вторичный обзорный радиолокатор изначально был предназначен для использования в военных целях для возможности опознания воздушного судна «своего» от «чужого». Вве- дение дополнительных режимов работы позволило использовать данные системы и в граж- данской авиации. За последние двадцать лет система ВОРЛ была существенно модернизирована, путем введения дополнительных режимов работы: Режим «А» – обеспечивающий: опознавания одиночных летательных аппаратов; опознавание по запросу, на индикаторе обзора ответного сигнала воздушного судна с помощью применения в приемоответчике специальных устройств SPI для определения местоположения (Special Position Identification Pulse); срочное опознавание ВС, которые попали в нештатную ситуацию (отсутствие радиосвязи, аварийная обстановка, незаконное вмешательство). Режим «С» – обеспечивающий предоставление информации о барометрической высоте; Режим «S». Наиболее прогрессивный режим работы системы ВОРЛ. Обеспечивает передачу запросов, адресованных конкретному ЛА, при условии наличия возможности ЛА Научный журнал «Студенческий» № 40(168), часть 1,декабрь, 2021 г. 34 для работы с линией передачи данных. Режим «S» предоставляет идентифицирующую ин- формацию о ВС, а также все необходимые данные, в зависимости от запрошенной наземной станцией информации. Таким образом, существующие системы авиационной электросвязи используют не- направленные антенны с целью обеспечения связи с воздушными судами, находящимися на любом направлении. Однако рассмотренные системы не лишены недостатков, что обуслав- ливает актуальность задачи совершенствования системы авиационной электросвязи для уст- ранения данных недостатков. Список литературы: 1. ISBN 978-9258-296-8. Руководство по авиационному наблюдению: Утверждено Генеральным секретарем Международная организация гражданской авиации (ИКАО) и опубликовано с его санкции. Издание первое – 2010. ИКАО, 2012 2. Коптев А.Н. Авиационное и радиоэлектронное оборудование воздушных судов гражданской авиации: учебное пособие / А.Н. Коптев. – Самара: Изд-во СГАУ, 2011.– 196 с. 3. Основы теории антенн: учебное пособие / А.П. Пудовкин, Ю.Н. Панасюк, А.А. Иванков. – Тамбов: Изд-во ГОУ ВПО ТГТУ, 2011. – 92 с. – 100 экз. – ISBN 978-5-8265-0981 Научный журнал «Студенческий» № 40(168), часть 1,декабрь, 2021 г. 35 РУБРИКА «КОСМОС И АВИАЦИЯ» ДИНАМИКА РАКЕТ-НОСИТЕЛЕЙ И ОРБИТАЛЬНЫХ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ Колмыкова Елена Игоревна студент, кафедра Прикладная математика, Донской Государственный Технический Университет, РФ, г. Ростов-на-дону E-mail: helenvhrvv@mail.ru DYNAMICS OF LAUNCH VEHICLES AND ORBITAL SPACECRAFT Elena Kolmykova Student, Department of Applied Mathematics, Don State Technical University, Russia, Rostov-on-Don АННОТАЦИЯ В данной статье рассмотрены проблемы, создаваемые земной атмосферой, для ракет- ной техники баллистического класса. ABSTRACT This article discusses the problems created by the Earth's atmosphere for ballistic missile technology. Ключевые слова: ракетная техника, атмосфера. Keywords: rocket technology, atmosphere. Земная атмосфера создает определенные сложности для ракетной техники баллисти- ческого класса. Плотные нижние слои земной атмосферы препятствуют разгону ракет- носителей (РН) и приземлению спускаемых аппаратов (СА). В первом случае аэродинамические потери энергии с определенного момента превы- шают потери, обусловленные гравитацией, что существенно сказывается на стоимости кос- мических полетов. Во втором – сопротивление воздуха приводит к чрезвычайно интенсив- ному нагреву СА, чреватому разрушением последнего. Это дополнительно повышает стоимость запуска возвращаемых космических систем. Еще одна опасность подстерегает орбитальные миссии, которые осуществляются не в безвоздушном пространстве. В результате контакта с верхней атмосферой искусственные спутники Земли постепенно снижают скорость и высоту орбиты. Если влияние окружающей среды невелико, движение аппарата происходит по слабо скручивающейся спирали до тех пор, пока атмосферный фактор не станет существенным. После этого происходит катаст- рофично быстрое падение аппарата. Поэтому длительное пребывание на низких околозем- ных орбитах требует периодических ускоряющих воздействий, т.е. включения корректирую- щих орбиту двигателей. Научный журнал «Студенческий» № 40(168), часть 1,декабрь, 2021 г. 36 Непредсказуемость низких орбит искусственных спутников Земли (ИСЗ) является очень важным моментом. В результате солнечных вспышек верхняя атмосфера разогревается и может на порядок и более уплотняться в полетном поясе ИСЗ. Уплотнение атмосферы мгновенно сказывается на динамике аппаратов. При мощных вспышках на Солнце пилоти- руемая орбитальная станция может «проседать» на многие километры за несколько оборотов. В данной ситуации необходима экстренная корректировка орбиты. Рассмотрим влияние атмосферного фактора на динамику космических летательных аппаратов. Схожесть начальных участков траектории всех используемых РН оправдывает исполь- зование следующих приближенных зависимостей: v(t) = A sh Bt , H(t) = A/B (ch Bt – 1) , 1 ) 1 ( ) ( 2 H A B A H v , (1) где v(t) – скорость ракеты, H(t) – высота, t – время, с, A и B – эмпирические постоянные. Модельные уравнения (1) удовлетворяют требованиям: 1) физическому – при t 0 т.е. на начальном участке траектории v t, H t 2 , v H 1/2 2) фактического соответствия – на стратосферном участке или при t v e Bt , H e Bt , т.е. v H. По смыслу параметр B суть обратная длительность инерционной стадии полета. Ее сменяет аэродинамическая, на которой разгону РН препятствует сила сопротивления воздуха. Параметр A и отношение A/B соответствуют скорости и высоте траектории в момент смены главного механизма, препятствующего разгону РН. Произведение AB равно начальному ускорению ракеты, когда силы аэродинамической природы еще несущественны. Для совре- менных РН: 5 AB 20 м/с 2 Из уравнений (1) следует, что при H v(H) BH. Коэффициент B оказывается равным угловому коэффициенту наклонной асимптоты кривой v(H). Для современных РН этот параметр заключен в пределах 0.02 0.05 с –1 Таким образом, величины А и В заключены в пределах: 130 A 800 м/с, 0.01 B 0.09 с –1 . Значения A и B характеризуют высотно-скоростную зависимость РН на инер- ционном и аэродинамическом участках разгонной траектории. ИСЗ движутся по т.н. по геоцентрической орбите, представляющей собой эллипсы, в одном из фокусов которых находится центр тяжести Земли. Скорость и периода обращения ИСЗ зависят от высоты полета: с повышением орбиты средняя скорость спутника падает, а время облета увеличивается в соответствии с законами Кеплера. Орбитальная скорость ИСЗ непостоянна: она растет с приближением спутника к цент- ру притяжения. Плоскость орбиты ИСЗ медленно поворачивается земной оси. Движение ИСЗ сложнее кеплеровского по причинам: 1) атмосфера препятствует движению, из-за чего орбита «скручивается», и спутники падают на Землю; 2) Земля не является идеальным однородным шаром, и поле ее тяготения не является в строгом смысле центральным. |