«Нефтепро-
мысловое дело»

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СИСТЕМ ТЕМПЕРАТУРНОЙ СТАБИЛИЗАЦИИ ГРУНТОВ С ГОРИЗОНТАЛЬНЫМ ИСПАРИТЕЛЕМ

УДК: 622.276:622.834.1
DOI: 10.33285/0207-2351-2021-2(626)-53-59

Авторы:

¹ Филиал ООО "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг" "КогалымНИПИнефть" в г. Тюмени, г. Тюмень, Россия
² Институт криосферы Земли Тюменского научного центра СО РАН, г. Тюмень, Россия

Ключевые слова: обустройство месторождений; мерзлый грунт; температурная стабилизация грунтов; моделирование; теплоперенос; массоперенос.

Аннотация:

В настоящей статье приведена физико-математическая модель функционирования систем температурной стабилизации грунтов с горизонтальным испарителем. Актуальность разработанной модели обусловлена необходимостью качественного улучшения методов геокриологического прогноза состояния грунтов основания инженерных сооружений с интенсивным тепловыделением при обустройстве месторождений нефти и газа в условиях холодных северных и арктических регионов. На основе решения, полученного в рамках проведения теплотехнического прогноза с применением предлагаемой модели, появляется возможность рекомендовать оптимальную конфигурацию системы температурной стабилизации грунтов с горизонтальным испарителем, мощности которой будет достаточно для сохранения грунта в мерзлом состоянии для конкретного объекта.

Список литературы:

1. Котов П.И. Компрессионное деформирование прибрежно-морских мерзлых грунтов при оттаивании (Европейский Север России, Западная Сибирь): Автореф. дис.. канд. геол.-мин. наук: 25.00.08. - М.: МГУ имени М.В. Ломоносова, 2014. - 23 с.
2. Основы геокриологии. Ч. 5. Инженерная геокриология / Э.Д. Ершов [и др.]. - М.: Изд-во МГУ, 1999. - 526 с.
3. Исследование охлаждающей системы типа "ГЕТ" для термостабилизации грунтовых оснований / В.Н. Феклистов [и др.] // Криогенные ресурсы полярных и горных регионов. Состояние и перспективы инженерного мерзлотоведения: Материалы междунар. конф. - Тюмень, 2008. - Т. 2. - С. 165-168.
4. Разработка природоохранных мероприятий, экологически безвредных технологий и оборудования для освоения газовых, газоконденсатных месторождений полуострова Ямал: Отчет о НИР / отв. исполн.: Г.М. Долгих, С.Н. Окунев. - Тюмень: Гипротюменнефтегаз, 1989.
5. Совершенствование способа управления криогенным ресурсом оснований при проектировании нулевых циклов зданий и сооружений / А.П. Попов [и др.] // Геотехника. - 2010. - № 6. - С. 4-22.
6. Горелик Я.Б. Расчет температурного поля грунта вокруг парожидкостной термосваи // Проблемы нефти и газа Тюмени: науч.-техн. сб. - Тюмень, 1980. - Т. 47. - С. 58-61.
7. Горелик Я.Б., Паздерин Д.С. Корректность постановки и решения задач по прогнозу динамики температурных полей в основании сооружений на многолетнемерзлых грунтах // Криосфера Земли. - 2017. - Т. 21, № 3. - С. 49-59.
8. Горелик Я.Б. Причины неустойчивой работы двухфазного естественно-конвективного охлаждающего устройства с горизонтальным испарителем // Криосфера Земли. - 2015. - Т. 19, № 4. - С. 81-93.
9. Попов А.П., Самсонова В.В. Инновационные аспекты использования естественных криогенных ресурсов для обеспечения механической безопасности зданий и сооружений в криолитозоне // Геотехника. - 2011. - № 5. - С. 4-21.
10. Черный Г.Г. Газовая динамика. - М.: Наука, 1988. - 424 с.
11. Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. - М.: Машиностроение, 1992. - 616 с.
12. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика. Т.V. Статистическая физика. - М.: Физматлит, 2002. - 616 с.
13. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика. Т. VI. Гидродинамика. - М.: Физматлит, 2001. - 736 с.
14. Lockhart R.W., Martinelli R.C. Proposed correlation of data for isothermal two-phase two-component flow in pipes // Chemical Engineering Progress. - 1949. - Vol. 45. - P. 39-48.
15. Параметры верхних и нижних тепловых нагрузок, ограничивающих функционирование горизонтальной естественно действующей трубчатой системы / В.П. Мельников [и др.] // Криосфера Земли. - 2017. - Т. 21, № 3. - С. 41-48.