Разработка метода расчета параметров устройства гидроимпульсного воздействия на выбросоопасные угольные пласты

Abstract

В статье изложены результаты теоретических и экспериментальных исследований зависимостей частоты и размаха автоколебаний от давления подпора жидкости в скважине, которые реализуются устройством гидроимпульсного воздействия. Моделирование процесса импульсного нагнетания жидкости проведено при различных режимных параметрах: давлении нагнетания 5…25 МПа, давлении подпора 0,1…12 МПа, расходе жидкости 25…60 л/мин, что соответствует параметрам гидрорыхления угольных пластов на глубинах их залегания до 1300 м. Исследования проведены при различных углах раскрытия диффузора и длины критического сечения кавитационного генератора ГК-2,5. Анализ полученных результатов позволил обосновать рабочий диапазон режимных параметров устройства для импульсного нагнетания жидкости, в котором достигаются рациональные значения размаха и частоты автоколебаний, и разработать метод расчета параметров устройства гидроимпульсного воздействия на выбросоопасные угольные пласты.

У статті викладено результати теоретичних і експериментальних досліджень частоти і розмаху автоколивань, що реалізуються пристроєм гідроімпульсної дії в фільтраційній частині свердловини. Моделювання процесу імпульсного нагнітання рідини проведено при різних режимних параметрах: тиску нагнітання 5…25 МПа, тиску підпору 0,1…12 МПа, витраті рідини 25…60 л/хв, що відповідає параметрам гідророзпушування вугільних пластів на глибинах їх залягання до 1300 м. Дослідження проведені при різних кутах розкриття дифузора і довжини критичного перетину генератора пружних коливань ГК-2,5. Аналіз одержаних результатів дозволив обґрунтувати робочий діапазон режимних параметрів імпульсного нагнітання рідини, в якому досягаються раціональні значення розмаху і частоти автоколивань, і розробити метод розрахунку параметрів пристрою гідроімпульснї дії на викидонебезпечні вугільні пласти.

The article describes results of theoretical and experimental studies of dependences between frequency and amplitude of oscillation conducted with the help of hydroimpulse device operating in the filter of the borehole. Process of the fluid pulsed injection was simulated at various regime parameters: injection pressure 5 ... 25 MPa, backwater pressure 0.1 ... 12 MPa, flow rate of fluid 25 ... 60 l/min, which corresponded to parameters of the coal-seams hydraulic loosing at the depth of their occurrence up to 1300 m. The investigations were carried out at different angles of the diffuser opening and length of critical section of the GV 2.5 oscillator. Analysis of the results allowed to substantiate the working parameter range of the pulsed fluid injection, and to develop a method for calculating parameters for the hydroimpulse machine operating in the prone-to-outburst coal seams.