Разработка Пермского Политеха позволит снизить энергозатраты при проветривании нефтяных шахт
Исследователи из Пермского Политеха (ПНИПУ, входит в НОЦ «Рациональное недропользование») при участии ученых Института угля СО РАН разработали новый метод охлаждения и вентиляции воздуха в нефтяных шахтах, который позволяет существенно снизить энергозатраты нефтяных компаний.
В настоящий момент для извлечения высоковязкой нефти применяют «термошахтный» способ добычи. Пар закачивается в пласт при температуре в 200 градусов, где он конденсируется и в виде воды вместе с горным маслом по уклону течет в нефтесборник. Затем от смеси отделяется вода, а нефть по трубам уходит на первичную обработку. Однако недостатком метода является тот факт, что температура воздуха в добычном участке значительно превышает установленное правилами значение, из-за чего в рабочей зоне возникает проблема ухудшения санитарно-гигиенических условий труда. Сейчас это решают одним из трех методов – увеличением скорости движения воздуха с помощью главной вентиляторной установки, охлаждением воздуха с помощью установок, расположенных на поверхности, или охлаждением воздуха непосредственно перед подачей в рабочую зону. Все три способа связаны со значительным потреблением электроэнергии.
Ученые Пермского Политеха в сотрудничестве с доктором технических наук, профессором, директором Института угля СО РАН Владимиром Клишиным предложили способ, который значительно отличается от существующих:
— Метод предполагает отделение разогретого нефтяного пласта от рабочей зоны при помощи теплоизоляционной перегородки. Испаритель системы кондиционирования будет охлаждать воздух в рабочей зоне, а из конденсатора нагретый воздух будет «выбрасываться» за теплоизоляционную перегородку и далее через скважину на поверхность. В этом случае образуются два участка: с нагретым и охлажденным потоками воздуха, вызвав тем самым естественную тягу, способствующую проветриванию, — сообщил профессор кафедры горной электромеханики Александр Николаев.
С целью снижения объемного расхода воздуха предусмотрена управляемая в автоматизированном режиме шлюзовая заслонка. Так, возникшая естественная тяга способствует поступлению воздуха в добычный участок, снижая нагрузку на главную вентиляторную установку, в результате чего значительно уменьшаются затраты электроэнергии на проветривание нефтяной шахты.
Результаты разработки были опубликованы в журнале «IOP Conference Series: Earth and EnvironmentalScience 2021».
Разработанная технология была представлена в организацию, осуществляющую добычу нефти термошахтным способом. Ожидается презентация предложенного решения на научно-техническом совете одного из ведущих нефтедобывающих предприятий.
Технология получила свидетельство Роспатента о государственной регистрации программы для ЭВМ «Симулятор управления промышленным проветриванием подземных горных предприятий».
