Лекция 1
Добывающие отрасли промышленности топливно-энергетического комплекса.
Топливно-энергетические ресурсы в ТЭК. Угледобыча. Нефтедобыча. Газодобывающая отрасль. Добыча урана.
Топливно-энергетические ресурсы в тэк.
Топливно-энергетические ресурсы (ТЭР) – это запасы топлива и энергии, которые при данном уровне техники могут быть использованы для топливо и энергообеспечения.
Топливно-энергетический комплекс – промышленный комплекс экономики страны который включает единую технологическую цепь отраслей промышленности по добыче, переработке, транспорту и потреблению основных ТЭР: угля, нефти, газа, урана, электрической и тепловой энергии. ТЭР разделяют на первичные и вторичные:
Первичные ТЭР подразделяют на невозобновляемые источники энергии (НИЭ) – уголь, нефть, природный газ, уран и т.д. и возобновляемые (ВИЭ) – энергия воды, Солнца, ветра, приливов, геотермальная и т.д.
Вторичные ТЭР – полученные из первичных для непосредственного потребления: электричество, тепловые, нефтепродукты, кокс и т.д.
При численности населения России порядка 3% от населения Земли и территории порядка 13% мировой суши, геологические запасы ТЭР в недрах страны оцениваются величиной около 30% мировых запасов. Россия имеет долю от мировых запасов НИЭ: нефти – 6,3%, природного газа – 23,4% (первое место в мире), угля – 19,0%, урана – 6,3%.
В мире из ВИЭ в основном используются гидроресурсы. В России они составляют порядка 850 млрд. кВт ч/год (второе место в мире после Китая). Используется 35%.
Доля ТЭР в общих запасах полезных ископаемых в российских недрах превышает 70%. Их стоимость оценивается в 20 трлн.дол.США. Они находятся в осадочных породах земной коры.
ТЭК обеспечивает 25% производства ВВП, 30% промышленного производства, 65% валютных поступлений и 50% поступлений в налоговую систему России.
В добывающих отраслях ТЭК поиском, разведкой различных видов природных топливных ресурсов и контролем за их разработкой занимаются геологические службы.
Во внутреннем строении Земли (радиусом 6370 км) сегодня с определенной степенью достоверности косвенным путем установлена геодинамическая система геосфер. В центре системы – барисфера – железоникелевое ядро радиусом около 3400 км, вокруг ядра последовательно располагаются мантия (промежуточная рудная оболочка) – толщиной примерно 900 км и земная кора (осадочные породы) мощностью в районах материков 30-70 км, а в области океанов 5-8 км. Вокруг земной коры последовательно расположены гидросфера, атмосфера и ионосфера.
Верхние слои мантии (базальтовая и гранитная оболочки) вместе с земной корой (общей толщиной до 300 км под континентами и до 90 км под океанами) объединяемые понятием литосфера, не представляют собой единого целого, а состоят из литосферных плит (семи крупных и большего числа - более мелких), которые плавают на астеносфере – ослабленной оболочке разогретых и сравнительно пластичных рудных пород нижних слоев мантии.
Урансодержащие минералы (содержащие растворимые и легко распадающиеся соли и окислы урана) встречаются во всех видах осадочных пород.
Уголь, нефть и газ в отличие от урансодержащих минералов составляют особую группу образований земной коры, называемую горючими ископаемыми. Все они возникли в результате преобразования в земной коре органического вещества гумусового и сапропелевого ряда, первоисточником которого являлись останки живых организмов.
В отличие от угля важной особенностью нефти, газа и растворов соединений урана является их миграция на значительные расстояния вследствие геодинамических процессов, происходящих в земной коре.
Проводя для поиска геохимические, геофизические, ядерные и др. исследования, и используя разницу в химических, физических свойствах пустых пород и полезных ископаемых, геологические службы косвенно определяют возможное расположение месторождений топлива в земной коре.
Завершающим процессом, подтверждающим открытие и обеспечивающим разведку месторождения, является бурение скважин с отбором керна (образцов породы).
Скважиной называется цилиндрическая горная выработка, которая проводится с дневной поверхности без доступа в нее человека.
Бурение скважин – это процесс механического разрушения горных пород на забое с помощью вращения долот и удаления разбуренной породы из ствола скважины на поверхность. Применяется два способа вращательного бурения: роторный и с забойными двигателями (турбобурами).
При роторном бурении при помощи специального привода (ротора) вращают ведущую трубу (квадрат) и соединенную с ней бурильную колонну труб с долотом, разрушающим породу на забое.
При бурении с забойными двигателями (основной способ) передача долоту мощности и вращающего момента осуществляется забойным двигателем (турбо- или электробуром), который вращает только долото, а вся колонна бурильных труб остается неподвижной. В этом случае не затрачивается энергия на вращение в пласте многокилометровой колонны.