Авторы

Динамика температурного режима озерной воды на забое скважины

DOI: 10.17586/1606-4313-2018-17-2-28-33
УДК 536.4

Динамика температурного режима озерной воды на забое скважины

Дмитриев А.Н. , Будовская М.Е.

Ссылка для цитирования: Дмитриев А.Н., Будовская М.Е. Динамика температурного режима озерной воды на забое скважины // Вестник Международной академии холода. 2018. № 2. С. 28-33

Аннотация
Предлагается и анализируется решение температурного режима вблизи границы забой скважины – подледниковое озеро, где температура льда близка к точке плавления.Объектом исследований является технология бурения и эксплуатации глубокой скважины 5Г, пробуренной в ледниковом массиве на российской станции Восток в Антарктиде. Целью работы является создание экологически безопасной и конкурентоспособной технологии поддержания в рабочем состоянии выхода скважины 5Г в озеро Восток в процессе его исследования. Задачей работы является прогнозирование динамики температурного режима поднявшейся озерной воды в скважину. Решать оставленную задачу целесообразно за счет передачи тепла от рассредоточенного по высоте электрического нагревателя стенкам скважины на их протаивание,при малых значениях перепада температуры между стенкой скважины и озерной водой. Знание характера изменения теплоемкости, тепло- и температуропроводности в зависимости от температуры необходимо для расчета параметров всех термодинамических процессов, протекающих в ледяном массиве. В перспективе, бурение скважин в ледниках и подледниковых породах имеет также огромное значение для проведения геологоразведочных работ и в дальнейшем эксплуатации месторождений полезных ископаемых, скрытых мощными ледниковыми толщами Антарктики.

Ключевые слова: Антарктида, глубокое бурение, ледниковый массив, ледяной керн, скважина, вскрытие, озерная вода, теплообмен, подледниковое озеро Восток.

Список литературы

1. Litvinenko V.S., Vasiliev N.I., Dmitriev A.N., Lipenkov V.Y. Results and peculiarities of hole 5G drilling and first opening of lake Vostok. //Proceedings of International scientific and technical Conference named after Leonardo da Vinci. Berlin. 2013. Vol. 1. р. 159-167.

2.Клепиков А.В., Данилов А.И., Липенков В.Я., Лейченков Г.Л., Неелов А.В. Основные результаты научных работ по подпрограмме «Изучение и исследование Антарктики» ФЦП «Мировой океан». // Проблемы Арктики и Антарктики, 2015. № 1 (103). с. 19-31.

3.Litvinenko V.S., Vasiliev N.I.,ets. Special aspects of ice drilling and results of 5G hole drilling at Vostok station, Antarctica. // Ann. of Glaciol. 2014. Vol. 55 (68). P. 173-178.

4. Васильев Н.И., Дмитриев А.Н., Липенков В.Я. Результаты бурения скважины 5Г на Российской станции “Восток” и исследования кернов льда. // Записки Горного института. 2016. том 218(2), 161-172 с.

5.Васильев Н.И. и др.Бурение глубокой скважины на станции Восток в Антарктиде и вскрытие подледникового озера Восток. Особенности и результаты. / Материалы МНПК «Бурение в осложненных условиях». – СПб: Лема, 2016. с. 16-17.

6.Lukin V.V., Vasiliev N.I. Technological aspects of the final phase of drilling borehole 5G and unsealing Vostok Subglacial Lake, East Antarctica. // Annal. Glaciol. 2014. vol. 55(65). p. 83-89.

7. Васильев Н.И. Оценка процесса замерзания озёрной воды в приконтактном участке ствола скважины 5Г с подледниковым озером Восток (Антарктида). / Н.И. Васильев, А.В. Большунов, А.Н. Дмитриев, А.В. Подоляк / Материалы 2-й МНПК «Бурение в осложненных условиях».30 октября – 1 ноября 2017 г.: – СПб.: Санкт-Петербургский горный университет, 2017. с. 16-18.

8. Васильев Н.И. и др. Спуско-подъемное устройство с полиспастной системой для исследования подледникового озера «Восток. // Международный научно-исследовательский журнал. 2016. № 9(51). с. 137-140.

9.BolshunovA.V., Dmitriev A.N., Podoliak A.V.Assessment of Ice Borehole Temperature Conditions at Interface with Subglacial Lake Vostok (Antarctica). // International Journal of Applied Engineering Research, 2016. Vol. 11, Nо 11. pp. 7230-7233.

10.Васильев Н.И., Дмитриев А.Н., Подоляк А.В. Бурение глубоких скважин во льду на российской станции «Восток». // Вестник МАНЭБ. 2015. № 2(15). с. 21-26.

11.Большунов А.В., Дмитриев А.Н., Сербин Д.В.Оценка процесса замерзания озёрной воды в приконтактном участке ствола скважины 5Г с подледниковым озером Восток (Антарктида). //Вестник Международной академии холода. 2017. № 2. с. 73-76.

12. Котляков В.М., Липенков В.Я., Васильев Н.И. Глубокое бурение в Центральной Антарктиде и проникновение в подледное озеро восток // Вестник Российской Академии Наук. 2013. том 83. № 7. с. 591-605.

13.VasilevN.I.,Dmitriev A.N.,TimofeevI.P., BolshunovA.V., Ignatiev S.A.Extension-Type Pulling-and-Running Gear for Investigations of Subglacial Lake Vostok. // International Journal of Engineering and Technology (IGET), Aug-Sep 2017. Vol. 9, Nо4. pp. 3330-3337.

14.Ignatiev S.A., Dmitriev A.N. Forecast of Thermal Behaviour Dynamics at Interface of Borehole 5 and Subglacial Lake Vostok (Antarctica). // International Journal of Applied Engineering Research., 2017. Vol. 12, Nо9. pp. 1885-1887.

15.BolshunovA.V., Dmitriev A.N.,Podoliak A.V.Drilling of Deep Borehole 5G at the Antarctic Station “Vostok” in Ice Layers with the Ice Temperature Close to the Phase Transition Point. //International Journal of Applied Engineering Research. 2016. Vol. 11. Nо 11. pp. 7234-7237.

16.Дмитриев А.Н., Сербин Д.В., Кадочников В.Г. К методике определения времени замерзания озерной воды в скважине. // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия: Холодильная техника и кондиционирование. 2016. № 2. с. 12-17.

17.Дмитриев А.Н., Зимина Д.А. К вопросу поддержания необходимого диаметра участка скважины тепловым способом. // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия: Холодильная техника и кондиционирование. 2016. № 2. с. 1-5.

18.Липенков В.Я., Васильев Н.И., Екайкин А.А., Подоляк А.В. Продолжение буровых работ в глубокой скважине на станции Восток в сезонный период 58-й РАЭ. // Российские полярные исследования: Информационно-аналитический сборник. 2013. № 1(11). С. 19-21.

Читать статью полностью