2 Дипломдық проект тақырыбы бойынша жұмыс пен зерттеу.

Қазіргі кезде көптеген дамыған елдерде дәстүрлі емес энергия көздерін табу және оларды белсенді түрде қолданысқа енгізу ел экономикасының дамуына маңызды әсерін тигізетіндігі белгілі. Сондықтан да Қазақстан Республикасының энергетикасының заманауи дамуы – отын – энергетикалық комплекстің құрылымының қайта құрылуымен сипатталады. Бұл әлемдік нарықта органикалық отынның қымбаттауымен және экологиялық мәселелердің өршуімен байланысты. Бұл мәселелерді шешудің пайдалы жолдарының бірі дәстүрлі емес қайтадан жаңаратын энергия көзін қолданатын энергия үнемдейтін жаңа технологияларды қолданысқа енгізу болып табылады.

Қазіргі таңда заман ағымына сай көптеген елдерде энергияны өндірудің әртүрлі жолдары қарастырылуда. Жылу энергиясын өндіруде жылу сорғылары технологиясын қолдану ең тиімді энергетикалық әдістердің бірі болып табылады, яғни энергия үнемдеу мақсатында жер қойнауы жылуын, су асты суларын, су қоймаларын, табиғи су ағындарын және т.б. пайдалануға мүмкіндік береді. Бұл технологияның экологиялық эффективтілігі, отын жану кезінде пайда болатын парникті газдардың сыртқа толығымен таралып кетуін болдырмауға жағдай туғызатындығынан көрінеді. Сондықтан жүйеде газ және сұйық отындарды пайдалану кезінде ескі қазандықтарды алмастырудан гөрі жылу сорғыларының жұмыс істеу принциптері басты және өзекті мәселелердің бірі болып табылады.

Жердің төменгі потенциалды жылуын пайдалану үшін жылу сорғыларының жылуалмастырғыштарын орнатуға арналған ұңғымаларды дайындау қажеттігі туындайды. Горизонталь және вертикаль ұңғымаларды әртүрлі бұрғылау әдістерінің көмегімен жүзеге асыруға болады. Соның ішінде жер қойнауының жұмсақ жер қабаттарын механикалық әдіспен, ал тасты қабаттарын электрогидроимпульстік әдіспен бұрғылаудың тиімділігі зор екендігі әлі де талқылануда. Бұл әдіс механикалық әдіспен салыстырғанда, энергетикалық шығыны аз және бұрғылау эффективтілігі жоғары болатындығымен ерекшеленеді.

Электрогидравликалық эффект негізінде жер қыртысының тасты қабаттарын бұрғылау нәтижесінде электрогидроимпульстік соққыдан соң аз уақыт аралығында жер қыртысындағы тастардың ұсақталып, құмға айналғандығы анықталды. Жер қойнауын электрогидроимпульстік технология көмегімен бұрғылау кезінде өте аз шама мәндерімен жақсы нәтижелерді алуға болады.

2.1 Зерттеудің мақсаты мен мәселелері.

Зерттеудің мақсаты: жылуалмастырғыштарды жер қойнауына орнатуға арналған ұңғыларды жасаудың электрогидроимпульстік технологиясын жобалау.

Жұмысты орындау барысында қойылатын негізгі міндеттер:

• электрогидроимпульстік технология көмегімен жер қойнауына жылуалмастырғышты орнату үшін электрогидравликалық бұрғының тәжірибелік қондырғысын жасау;

• жер қойнауында кездесетін әр түрлі қалыңдықтағы тастарды үгіту және алынған нәтижелер бойынша тәуелділік графиктерін тұрғызу;

2. Зерттеудің әдістері. Зерттеудің пәні мен нысаны.

Зерттеу нысаны: жылу сорғыларының жерасты жылуалмастырғыштарына арналған ұңғыларды бұрғылау.

Зерттеу заты: бұрғылауға арналған электрогидроимпульстік технология сипаттамалары.

Зерттеу әдістері: жылу сорғыларын отандық жəне шет елде қолданылатын әдістеріне талдау жүргізу, жылуалмастырғыштарды орнатуға арналған ұңғымаларды механикалық және электрогидроимпульстік әдіспен бұрғылау параметрлерін тәжірибелік жолмен алу, электрогидроимпульстік бұрғыны жасау және оның физикалық параметрлерін тәжірибелік жолмен анықтау әдісі, қолданылды.

Зерттеу тақырыбының ғылыми жұмыстардың жоспарымен байланысы. Дипломдық жұмыс тақырыптарындағы ғылыми зерттеу жобалары аясында орындалды.

3. Дипломдық жұмыстың құрылымы.

Кіріспе................................................................................................................	6
1 Жер қойнауынан жылу алуға арналған жылуалмастырғыш ұңғыларын жасаудың түрлері мен әдістері..................................................................................................	10
1.1 Алыс және жақын шетелде жылу сорғыларын қолданудың қазіргі жағдайы.................................................................................................................	10
1.1.1 Қазіргі заманғы жер қойнауына жылу алмастырғыштарды орналастыруға байланысты жаңа инновациялық технологиялар……………	17
1.1.2 Жылу алмастырғыштарды горизонталь және вертикаль бағытта орналастырудың ерекшеліктері...........................................................................	20
1.2 Ұңғыларды бұрғылаудың заманауи технологиялары…………………….	23
1.2.1 Механикалық әдіспен бұрғылау технологиялары....................................	23
1.2.2 Электрогидравликалық эффект және оны бұрғылау технологияларында қолдану мүмкіндіктері.......................................................	29
1.2.3 Электрогидроимпульстік бұрғылаудың ерекшеліктері...........................	36
1.3 Зерттеу міндеттерінің қойылуы…………………………………………….	41
2 ЭЛЕКТРОГИДРОИМПУЛЬСТІК БҰРҒЫЛАУДЫҢ ТӘЖІРИБЕЛІК ҚОНДЫРҒЫСЫ ЖӘНЕ БҰРҒЫЛАУҒА АРНАЛҒАН ЖЕР ҚОЙНАУЫНЫҢ ЛИТОЛОГИЯЛЫҚ ҚИМАСЫ.................................	42
2.1 Электрогидроимпульстік қондырғының негізгі блоктары.........................	42
2.1.1 Басқару жүйесі.............................................................................................	42
2.1.2 Жоғары вольтты импульстік генератор.....................................................	44
2.1.3 Энергия жинақтаушы импульстік конденсатор........................................	46
2.1.4 Реттелетін разряд аралық қашықтық.........................................................	49
2.1.5 Электрогидроимпульстік бұрғы.................................................................	51
2.2 Электрогидроимпульстік қондырғымен тау жыныстарын ұсақтау әдістері...................................................................................................................	54
2.3 Жер асты жыныстарының гидрогеологиялық қасиеттері...........................	57
2.4 Бұрғыланатын ұңғыма бағандары бойынша геологиялық қиманы құру.........................................................................................................................	59
3 ЖЕР ҚОЙНАУЫН ЭЛЕКТРОГИДРОИМПУЛЬСТІК ТЕХНОЛОГИЯМЕН БҰРҒЫЛАУ КЕЗІНДЕ ЖҮРГІЗІЛГЕН ЗЕРТТЕУЛЕРДІҢ НӘТИЖЕЛЕРІ..................................................................	100
3.1 Электрогидроимпульстік қондырғымен табиғи тастарды ұсақтау…………	100
3.2 Табиғи тастарды ұсақтау кезіндегі электрофизикалық параметрлерді өлшеу..........................................................................................................................	100
ҚОРЫТЫНДЫ.............................................................................................	134
ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ.....................................................	136
ҚОСЫМША А Сертификат .................................................................	145
ҚОСЫМША Б Мақалалар тізімі..	146

Электрогидроимпульстік технология негізінде жылу сорғыларының жерасты жылуын алуға арналған жылуалмастырғыш ұңғыларын жасайтын бұрғы құрастырылды;

Алғаш рет электроидроимпульстік қондырғының бұрғылау барысында жер астында кездесетін тастарды ұсақтаудың тиімді параметрлері анықталды;

Жұмыстың құрылымы мен көлемі. Дипломдық жұмыс: кіріспеден, негізгі бөлімнен, қорытындыдан, қолданылған əдебиеттер тізімінен және қосымшалардан тұрады.

Ұсынылып отырған электрогидроимпульстік технологияның басқа бұрғылау әдістерінен ерекшелігі орталық кабель электродты айналдыруға қосымша энергияны қажет ететін қозғалтқыштың болмайтындығы болып табылады. Сонымен бірге электрогидравликалық бұрғының теріс электрод қызметін атқаратын металдық коронкасының ішкі бөлігінің эллипстік параболоид түрінде болуы импульстік қысымның бір нүктеге шоғырлануына мүмкіндік береді. Соның салдарынан тастың бетіне разрядтық соққы берілген кезде өте үлкен қысым пайда болады да, тастың ұсақ бөлшектерге үгітілуіне әкеледі. Тастың үгітілуі электродтың астында көбірек болып, жұмыс бұрғысының қабырғасына жақындаған сайын азая бастайды. Тасқа берілетін соққы санын арттырған сайын қысымның үстіне қысым түсіп тасты тереңірек үгітуге тырысады.

Академик Е.А.Бөкетов атындағы Қарағанды мемлекеттік университет пен Ш.Уәлиханов атындағы Көкшетау мемлекеттік университетарасындағы меморандумға сәйкес, электрогидравликалық бұрғылауды жүзеге асыруға арналған зертханалық қондырғы профессор Ж.С Ақылбаев атындағы инженерлік жылуфизикасы кафедрасының „Гидродинамика және жылуалмасу“ зертханасында құрастырылды (сурет 2.10).

Сурет 2.10 - Зертханалық электрогидравликалық қондырғы

Сұйықтағы разряд аралыққа берілетін импульстарды туғызатын кернеу үшін газ разряднигі қолданылады, ал белгілі бір импульс энергиясын қалыптастыруда электр жинақтаушы конденсатор қолданылады. Бұрғылауға арналған электрогидравликалық қондырғы мен жұмыс ұяшығы құрастырылып, практикалық түрде тәжірибеден өтті. 2.11 суретте электрогидравликалық қондырғы мен электрогидроимпульстік бұрғының сұлбасы көрсетілген[38-43].

1 – қорек көзі, 2-жоғары вольтты генератор, 3 - импульстік конденсатор,

4 - разрядник, 5 - коаксальды кабель – электрод, 6 - орталық электрод,