Оптимизация энергетических комплексов при бурении геологоразведочных скважин в условиях Крайнего Севера

, руб./км, (24)

Рассмотрим влияние утилизации теплоты на предельное расстояние подключения к госсети (рис. 12). Сравнивая затраты на подключение потребителей к госсети с затратами на энергоснабжение от передвижных ДЭС с утилизацией теплоты, можно заключить, что сроки проведения работ мало влияют на величину предельного расстояния. Однако использование утилизированной теплоты для отопления буровых при энергоснабжении от передвижных ДЭС в 6-7 раз снижает предельное расстояние подключения к госсети. Это говорит о том, что использование утилизированной теплоты значительно снижает область оптимального использования централизованного энергоснабжения от госсети. В этих условиях более предпочтительным становится вариант энергоснабжения производственных потребителей от передвижных ДЭС с утилизацией теплоты.

Рис. 12. Влияние утилизации теплоты на предельное расстояние

Основные выводы и рекомендации

Основные результаты выполненных исследований сводятся к следующему.

Проведенный анализ данных, полученных в производственных организациях позволил составить топливный и тепловой баланс геологоразведочных работ и установить, что затраты на электро- и теплоснабжение сопоставимы по величине и оказывают существенное влияние на эффективность буровых работ.

При проведении геологоразведочных работ можно выделить две основные системы: централизованного и местного теплоснабжения, соотношение между которыми зависит от стадийности проведения работ.

Теоретически обоснована и подтверждена практически величина теплопотребления буровых установок в зависимости от условий окружающей среды с учетом технологических тепловых потерь, предложена зависимость определения тепловой нагрузки зумпфа на основе критериев подобия.

Обоснована возможность и доказана высокая эффективность использования утилизированной теплоты для обеспечения тепловых нагрузок установок ударно-канатного и колонкового бурения и обеспечения нормального температурного режима буровой установки практически в любых климатических условиях.

Выполнен комплекс теоретических и экспериментальных исследований, послуживших основой для создания теплоэнергетических установок передвижных дизельных электростанций; установки успешно прошли приемочные испытания, показавшие, что применение их на ударно-канатном и колонковом бурении позволит повысить кпд энергоисточника вдвое, обеспечит экономию до 14 кг условного топлива в час.

Разработана система воздушного отопления установок колонкового бурения на основе использования утилизированной теплоты передвижных дизельных электростанций, позволяющая повысить эффективность системы отопления и обеспечить оптимальную температуру (18 -20 ⁰С) в рабочей зоне буровой.

Получена зависимость величины утилизированного теплового потока от нагрузки дизельной электростанции и расхода теплоносителя, что позволило разработать математическую модель, которая дает возможность прогнозировать параметры системы в различных режимах ее работы.

Разработана методика выбора оптимального режима работы системы утилизации теплоты при различных схемах подключения теплоэнергетической установки стационарных дизельных электростанций к теплосети котельной базового поселка.

Выделены основные системы энергоснабжения буровых работ, разработаны их технико-экономические модели, позволяющие обосновать оптимальный вариант энергоснабжения на основе сравнения величины приведенных текущих затрат.

Исследование технико-экономических моделей позволило выявить влияние утилизации теплоты на область оптимального использования систем энергоснабжения.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах

Брюховецкий О.С., Лимитовский А.М., Меркулов М.В., Калугин Е.В. Малая энергетика на базе возобновляемых источников энергии на объектах геологоразведочных работ. Горный журнал. Специальный выпуск. М. 2004.

Брюховецкий О.С., Лимитовский А.М., Меркулов М.В. Перспективные направления развития энергетики геологоразведочных работ в современных условиях. «Наука и новейшие технологии при освоении месторождений полезных ископаемых». Сборник избранных научных трудов V международной научной конференции. «Наука и новейшие технологии при освоении месторождений полезных ископаемых на рубеже ХХ-ХХI века». М. РГГРУ, 2006.

Брюховецкий О.С., Лимитовский А.М., Меркулов М.В. О перспективе использования возобновляемых источников энергии при производстве геологоразведочных работ. Известия ВУЗов. «Геология и разведка». №3, 2007

Лимитовский А.М., Марков Ю.А., Меркулов М.В., Пряхин В.А., Ртвеладзе В.В., Богодист С.Г., Тихонов Ю.В. «Электро- и теплоснабжение геологоразведочных работ», М.: Недра, 1988.

Лимитовский А.М., Коняхин В.И., Меркулов М.В. Динамика и особенности развития электрификации геологоразведочных работ за 1974-1979 гг. ВИНИТИ №3790=80. Деп. от 21.08.80.

Лимитовский А.М., Меркулов М.В. К вопросу определения сечения проводов ЛЭП на геологоразведочных работах. ВИНИТИ №559=81 Деп. от 5.02.81.

Лимитовский А.М., Марков Ю.А., Меркулов М.В., Пряхин В.А. Роторный теплообменник. Авторское свидетельство №1177644.

Лимитовский А.М., Меркулов М.В. О возможности применения ветроагрегатов на геологоразведочных работах. Известия ВУЗов «Геология и разведка» №8, 1980.

Лимитовский А.М., Меркулов М.В., Хрипко А.М. Экономия топливно-энергетических ресурсов за счет утилизации тепла передвижных дизельных электростанций. Известия ВУЗов «Геология и разведка» №1, 1984.

Лимитовский А.М., Меркулов М.В., Хрипко А.М. Промышленно-экспериментальные исследования утилизаторов тепла передвижных дизельных электростанций на буровых работах. Известия ВУЗов «Геология и разведка» №2, 1984.

Лимитовский А.М., Меркулов М.В., Хрипко А.М. Результаты промышленно-экспериментальных исследований утилизаторов тепла ДЭС. «Разведка и охрана недр», №2, 1985.

Лимитовский А.М., Гланц А.А., Меркулов М.В. Перспективы использования ветроэнергетики на геологоразведочных работах. В книге «Оптимизация и совершенствование электроснабжения геологоразведочных работ». М., «Недра», 1983.

Лимитовский А.М., Гланц А.А., Меркулов М.В. Утилизация тепла дизельных электростанций - главный резерв экономии топливно-энергетических ресурсов ГРП. В книге «Оптимизация и совершенствование электроснабжения геологоразведочных работ». М., «Недра», 1983.

Лимитовский А.М., Меркулов М.В. Перспектива применения малых теплоэлектроцентралей для геологоразведочных работ отдаленных районов. «Технология и техника геологоразведочных работ». Межвузовский сборник №8, МГРИ, 1985.

Лимитовский А.М., Лузганов В.И., Меркулов М.В., Тихонов Ю.В. Вопросы и перспективы теплообеспечения потребителей на участках ударно-канатного бурения в условиях Крайнего Севера. «Технология и техника геологоразведочных работ». Межвузовский сборник №10, МГРИ, 1988.

Лимитовский А.М., Меркулов М.В., Калугин Е.В. Утилизация тепла дизель-электрических станций при ведении геологоразведочных работ в северных районах. «Горный журнал». 2004. Специальный выпуск.

Лимитовский А.М., Марков Ю.А., Меркулов М.В., Горбачев И.В. Совершенствование систем электроснабжения ГРП Северо-Восточных районов СССР. «Технология и техника геологоразведочных работ». Межвузовский сборник №9, МГРИ, 1987.

Лимитовский А.М., Меркулов М.В., Тихонов Ю.В., Лузганов В.И. Вопросы и перспективы теплообеспечения технологических потребителей на участках ударно-канатного бурения в условиях Крайнего Севера. Сборник «Технологический прогресс в технике и технологии разведки месторождений п.и.», М., МГРИ, 1989

Лимитовский А.М., Меркулов М.В, Хрипко А.М. Вопросы утилизация тепла дизельных электростанций геологоразведочных работ. ВИНИТИ №5603-81. Деп 5.11.81 г.

Лимитовский А.М., Меркулов М.В, Шляпцев Д.Б Особенности расчета электрических сетей геологоразведочных работ. ВИНИТИ №3801-84. Деп. 07.06.84 г.

Лимитовский А.М., Марков Ю.А., Меркулов М.В, Хрипко АМ. Анализ возможных схем утилизации тепла стационарных дизельных электростанций. «Технология и техника геологоразведочных работ». Межвузовский сборник, МГРИ, 1984.

Лимитовский А.М., Меркулов М.В., Калугин Е.В. Влияние тепловой нагрузки буровой установки на выбор системы энергоснабжения. Известия ВУЗов «Геология и разведка» №2, 2006.

Лимитовский А.М., Меркулов М.В., Калугин Е.В. Экспериментальные данные исследований утилизационной установки дизельной электростанции ДЭС-60 р. Известия ВУЗов «Геология и разведка» №6, 2006.

Ребрик Б.М., Меркулов М.В., Сергеев С.Н., Хаустов И.П., Петров И.П., Тихонов Ю.В. Итоги конкурса по разработке новой техники. «Разведка и охрана недр», №2, 1990.

Ребрик Б.М., Меркулов М.В., Некоз С.Ю., Смирнов Д.А. Затраты энергии, времени и оценка технической эффективности процесса бурения скважин. «Новые идеи в науках о Земле». Тезисы докладов международной научной конференции. М., МГГРУ.2003.

Меркулов М.В, Лимитовский А.М., Богодист С.Г., Тихонов Ю.В. Устройство утилизации тепла двигателя внутреннего сгорания. Авторское свидетельство №1677361. 1994.

Меркулов М.В. Исследование температурного режима буровой установки в условиях Крайнего Севера. В сб.: «Тезисы научной конференции преподавателей, сотрудников и аспирантов МГРИ.» М., МГРИ, 1988.

Меркулов М.В. Теплоснабжение буровых работ за счет использования вторичных энергоресурсов. В сб.: «Новые достижения в науках о Земле». Тезисы докладов научной конференции профессорско-преподавательского состава и научных сотрудников МГГА. М., МГГА, 1995.

Меркулов М.В. Перспективы использования установок утилизации теплоты ДЭС при разведочном бурении на нефть и газ. «Новые идеи в науках о Земле». Тезисы докладов международной научной конференции. М., МГГА, 1997.

Меркулов М.В. Оценка теплопотерь производственных потребителей при бурении скважин. В сб.: «Новые идеи в науках о Земле». Тезисы докладов международной научной конференции. М., МГГА, 1999.

Меркулов М.В. Экономико-математическое моделирование при оптимизации технических решений. В сб.: «Современные аспекты социально-экономического развития муниципальных образований в контексте реализации приоритетных национальных проектов». М., «Готика» 2007.

Меркулов М.В. Структура теплопотребления и пути повышения эффективности теплоэнергетики ГРР. «Наука и новейшие технологии при освоении месторождений полезных ископаемых на рубеже ХХ-ХХI века». Тезисы докладов. М., МГГА, 2000.

Меркулов М.В. Теплотехника и теплоснабжение ГРР. М., МГГА. 1999.

Меркулов М.В. Анализ энергопотребления и его влияние на эффективность геологоразведочных работ. «Горный информационно-аналитический бюллетень» №8, 2008. Деп. №641/08-08 от 21.04.08.

Меркулов М.В. Определение тепловых нагрузок установок колонкового бурения. «Горный информационно-аналитический бюллетень» №8, 2008. Деп. №642/08-08 от 21.04.08.

Меркулов М.В. Обеспечение энергетических нагрузок буровой установки за счет утилизации теплоты дизельных электростанций. «Горный информационно-аналитический бюллетень» №8, 2008. Деп. №643/08-08 от 21.04.08.

Меркулов М.В. Прогнозирование параметров установки утилизации теплоты в различных режимах работы. «Горный информационно-аналитический бюллетень» №8, 2008. Деп. №644/08-08 от 28.04.08.

Меркулов М.В., Андреев В.И. Разработка математической модели утилизации теплоты дизельных электростанций на геологоразведочных работах. Известия ВУЗов «Геология и разведка» №1, 1996.

Меркулов М.В., Андреев В.И., Волченсков В.И., Лимитовский А.М. Выбор и обоснование оптимального варианта энергоснабжения объектов ГРР. В сб.: «Наука и новейшие технологии при освоении месторождений полезных ископаемых на рубеже ХХ-ХХI века». Избранные доклады. М., МГГА, 1999.

Меркулов М.В., Волченсков В.И. Обоснование и выбор оптимального варианта энергоснабжения объектов ГРР. «Наука и новейшие технологии при освоении месторождений полезных ископаемых на рубеже ХХ-ХХI века». Тезисы докладов. М., МГГА, 1998.

Меркулов М.В., Галиуллин В. Тепловые насосы и возможность их применения на геологоразведочных работах. «Новые идеи в науках о Земле». Тезисы докладов международной научной конференции. М., МГГА.1996.

Меркулов М.В., Кузнецов А.Г. Перспективы использования солнечной энергии. «Наука и новейшие технологии при освоении месторождений полезных ископаемых на рубеже ХХ-ХХI века». Тезисы докладов III международной научно-практической конференции. М., МГГА, 2002.

Меркулов М.В., Лимитовский А.М., Калугин Е.А. Об использовании возобновляемых источников энергии на ГРР. «Наука и новейшие технологии при освоении месторождений полезных ископаемых». Материалы IV международной научно-практической конференции. М., МГГА, 2004.

Меркулов М.В., Калугин Е.А. Перспективные направления экономии топливно-энергетических ресурсов на геологоразведочных работах. Новые идеи в науках о Земле». Тезисы докладов международной научной конференции. М., МГГРУ.2003.

Меркулов М.В., Ребрик Б.М., Некоз С.Ю., Смирнов Д.А. Особенности затрат энергии, времени и оценка технической эффективности процесса бурения скважин. Известия ВУЗов «Геология и разведка» №3, 2003.

Меркулов М.В., Калугин Е.А. Повышение эффективности дизельных электростанций на геологоразведочных работах. «Наука и новейшие технологии при освоении месторождений полезных ископаемых». Тезисы докладов. М., РГГРУ, 2004.

Меркулов М.В., Ивченко И.А. Возможность использования ВИЭ в России. Энергия ветра, солнца, биомассы. «Новые идеи в науках о Земле». Тезисы докладов VIII международной научной конференции. Т. 6, М., РГГРУ, 2007.

Меркулов М.В., Калугин Е.А. Теоретические и экспериментальные исследования утилизационных установок дизельных электростанций. «Новые идеи в науках о Земле». Тезисы докладов VII международной научной конференции. М., РГГРУ, 2005.

Меркулов М.В., Кончаков А.А. Использование методов интерполирования при моделировании экономических задач. «Социальная работа: взаимодействие науки, образования и практики. Инновационные региональные проекты». Материалы научно-практической конференции. Филиал РГСУ в г. Павловский Посад. 2006.

Меркулов М.В., Косьянов В.А., Обоснование оптимального сечения проводов распределительных линий электропередач напряжением до 1 кВ. Тезисы докладов V международной научной конференции. «Наука и новейшие технологии при освоении месторождений полезных ископаемых». М., РГГРУ, 2006.

Меркулов М.В., Косьянов В.А. Обоснование оптимального варианта энергоснабжения на основе технико-экономического моделирования. «Горный информационно-аналитический бюллетень» №8, 2008. Деп. №644/08-08 от 28.04.08.

Меркулов М.В., Слоистов С.М. Определение средней скорости ветра в ветроэнергетических расчетах. Тезисы докладов V международной научной конференции. «Наука и новейшие технологии при освоении месторождений полезных ископаемых». М., РГГРУ, 2006.

Меркулов М.В., Косьянов В.А., Соловьев Н.В. Повышение эффективности буровых работ путем совершенствования систем их электроснабжения. «Разведка и охрана недр». №11, 2007.

Размещено на Allbest.ru