DOI: https://doi.org/10.20998/2078-774X.2016.10.21

STUDY OF THE HEAT AND MASS TRANSFER PROCESSES IN CRYOGENICALLY-GRAVEL FILTER

Katerina Yewgenijewna Lysenko

Анотація


ABSTRACT The article deals with the freezing processes of the gravel filters during their manufacture and operation in order to improve low-temperature technology. We consider the low-temperature technology of gravel filters and shows the need for studies to determine the heat and mass transfer processes of rational technology parameters. The mathematical model and numerical method of calculation of the filter parameters was considered. We propose and justify a model of cryogen technology of freezing gravel, have developed a numerical method for calculating the parameters of the process. The effective parameters of low-temperature technology and the exploitation of gravel filters. A study of freezing gravel and determined the dependence of the filter temperature, humidity, time of freezing on the conditions and method of freezing. The outcomes are  interesting for determining of freezing time of  the cryogenically-gravel filters, and allows them to predict the operational parameters during the equipment of water wells. Developed recommendations for determination of parameters low-temperature production and operation gravel filters.


Повний текст:

PDF (English)

Посилання


Bashkatov, A. D. (2003), Progressivnyie tehnologii sooruzheniya skvazhin [Advanced technologies of wells construction], Nedra-Biznestsentr publ., Moscow, Russian, ISBN 5-8365-0153-Х.

Kozhevnikov, A. O. and Sudakov, A. K. (2010), "Klassifikatsiya sposobov sozdaniya graviynyih filtrov [Classification of ways to create a gravel filter]", Scientific Bulletin of national mining university, no. 9–10, pp. 70–74, ISSN (print) 2071-2227, ISSN (online) 2223-2362.

Kozhevnikov, A. O., Sudakov, A. K., Kamishatskiy, O. F., Leksikov, O. A. and Sudakova, D. A. (2010), "Tehnologiya vigotovlennya blochnogo kriogenno-graviynogo fIltra burovih sverdlovin [Manufacturing technology cryogenic block-gravel filter wells]", Naukovi pratsi Donetskogo natsionalnogo tehnichnogo universitetu. Ser.: Girnicho-geologichna, issue 14(181). pp. 83–86, ISSN 1996-1588, ISSN 1680-0044.

Kozhevnikov, A. A. Sudakov, A. K. and Grinyak, A. A. (2008), "Graviynyie filtryi s ispolzovaniem effekta dvuhfaznogo inversnogo perehoda agregatnogo sostoyaniya vyazhuschego veschestva [Gravel filters using the inverse effect of the two-phase transition state of aggregation of binder]", Porodorazrushayuschiy i metalloobrabatyivayuschiy instrumenttehnika, tehnologiya ego izgotovleniya i primeneniya: Sbornik nauchnyih trudov., issue 11, pp. 84–88.

Permyakov, P. P. (1989), Identifikatsiya parametrov matematicheskoy modeli teplovlagoperenosa v merzlyih gruntah [Identification of the parameters of the mathematical model of heat moisture transfer in frozen soils], Nauka publ., Novosibirsk, Russia.

Prihodko A. A. and Alekseenko S. V. (2001), "Chislennoe modelirovanie protsessov fazovyih perehodov poristyih sred na osnove resheniya zadachi Stefana i metoda effektivnoy teploemkosti [Numerical modeling of phase transitions of porous media based on the solution of the Stefan problem and the effective specific heat]", Bulletin of Dnepropetrovsk University. Series: Mechanics, vol. 1, issue 5, pp. 117–125, ISSN 2312-2897.

Lykov, A. V. (1968), Teoriya sushki [Theory of drying]. Energiya publ., Moscow, Russian.

Nikitenko, N. I., Snezhkin, Yu. F. and Sorokovaya, N. N. (2003), "Dinamika protsessov teplomassoperenosa, fazovyih prevrascheniy i usadki pri obezvozhivanii kolloidnyih kapillyarno-poristyih materialov [Dynamics of heat and mass transfer, phase changes and shrinkage during dehydration of colloidal capillary-porous materials]", Industrial heat engineering, vol. 25, no. 3, pp. 56–66.

Dreus, A. Yu., Kozhevnikov, A. A., Lysenko, K. Ye., Sudakov, A. K. (2010), "Matematicheskoe modelirovanie teplovyih protsessov v graviynyih filtrah gidrogeologicheskih skvazhin [Mathematical modeling of thermal processes in the gravel filters of water wells]", DAN Ukraine. Ser.: Nauki pro Zemlyu, no. 9, pp. 98–102, ISSN 1025-6415.

Kozhevnikov, A. O., Sudakov, A. K., Dreus, A. Yu., Lysenko, K. Ye. (2013), "Issledovanie teploperenosa v kriogenno-graviynom filtre pri ego transportirovke po stvolu skvazhinyi [Study of heat transfer in cryogenic gravel filter during its transportation along a drillhole]", Scientific Bulletin of national mining university, no. 6, pp. 49–54, ISSN (print) 2071-2227, ISSN (online) 2223-2362.

Lysenko, K. Ye. (2012), "Doslidzhennya protsesiv teplo- ta vologoperenosu v kriogenno-graviynomu filtri pid chas yogo promerzannya ta rozteplennya [Investigation of heat and mass transfer in the cryogenicaly-gravel filter during its phase transformations]", Bulletin of Dnepropetrovsk University, series: Mechanics, vol. 1, issue 16, pp. 122–127, ISSN 2312-2897.


Пристатейна бібліографія ГОСТ


1    Башкатов, А. Д. Прогрессивные технологии сооружения скважин [Текст] / А. Д. Башкатов. – М. : ООО «Недра-Бизнесцентр», 2003. – 554 с. : ил. – ISBN 5-8365-0153-Х.

 

2    Кожевников, А. О. Классификация способов создания гравийных фильтров [Текст] / А. О. Кожевников, А. К. Судаков // Науковий вісник Національного гірничого університету. – 2010. – № 9–10. – С. 70–74. – ISSN (print) 2071-2227, ISSN (online) 2223-2362.

 

3    Кожевников, А. О. Технологія виготовлення блочного кріогенно-гравійного фільтра бурових свердловин [Текст] / А. О. Кожевников, А. К. Судаков, О. Ф. Камишацький, О. А. Лексиков, Д. А. Судакова // Наукові праці Донецького національного технічного університету. Сер.: Гірничо-геологічна. – 2010. – Вип. 14(181). – С. 83–86. –ISSN 1996-1588, ISSN 1680-0044.

 

4    Кожевников, А. А. Гравийные фильтры с использованием эффекта двухфазного инверсного перехода агрегатного состояния вяжущего вещества [Текст] / А. А. Кожевников, А. К. Судаков, А. А. Гриняк // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника, технология его изготовления и применения : Сб. науч. трудов. – Киев : ИСМ им. Бакуля Национальной академии наук Украины, 2008. – Вып. 11. – С. 84–88.

 

5    Пермяков, П. П. Идентификация параметров математической модели тепловлагопереноса в мёрзлых грунтах [Текст] / П. П. Пермяков. – Новосибирск : Наука. Сиб. отделение, 1989. – 86 с.

 

6    Приходько, А. А. Численное моделирование процессов фазовых переходов пористых сред на основе решения задачи Стефана и метода эффективной теплоёмкости [Текст] / А. А. Приходько, С. В. Алексеенко // Вестник Днепропетровского государственного университета. Серия: Механика. – 2001. – Вып. 5, Т. 1. – С. 117–125.

 

7    Лыков, А. В. Теория сушки [Текст] / А. В. Лыков. – М. : Энергия, 1968. – 472 с.

 

8    Никитенко, Н. И. Динамика процессов тепломассопереноса, фазовых превращений и усадки при обезвоживании коллоидных капиллярно-пористых материалов [Текст] / Н. И. Никитенко, Ю. Ф. Снежкин, Н. Н. Сороковая // Промышленная теплотехника. – 2003. – Т. 25, № 3. – С. 56–66.

 

9    Дреус, А. Ю. Математическое моделирование тепловых процессов в гравийных фильтрах гидрогеологических скважин [Текст] / А. Ю. Дреус, А. А. Кожевников, Е. Е. Лысенко, А. К. Судаков // Доповіді національної академії наук України: Серія: Науки про Землю. – 2010. – № 9. – С. 98–102. – ISSN 1025-6415.

 

10  Кожевников, А. А. Исследование теплопереноса в криогенно-гравийном фильтре при его транспортировке по стволу скважины [Текст] / А. А. Кожевников, А. К. Судаков, А. Ю. Дреус, Е. Е. Лысенко // Науковий вісник Національного гірничого університету. – 2013. – № 6. – С. 49–54. –ISSN (print) 2071-2227, ISSN (online) 2223-2362.

 

11  Лисенко, К. Є. Дослідження процесів тепло- та вологопереносу в криогенно-гравійному фільтрі під час його промерзання та розтеплення [Текст] / К. Є. Лисенко // Вісник Дніпропетровського університету. Серія: Механіка. – 2012. – Вип. 16, Т. 1. – С. 122–127. – ISSN 2312-2897.