ТЕОРЕТИЧНІ ДОСЛІДЖЕННЯ ТЕПЛО- І ВОЛОГОПЕРЕНОСУ У ПОРИСТОМУ КРУПНОДИСПЕРСНОМУ СЕРЕДОВИЩІ КРІОГЕННО-ГРАВІЙНОГО ЕЛЕМЕНТА ФІЛЬТРА ЗА НАЯВНОСТІ ФАЗОВИХ ПЕРЕХОДІВ

• Date: 2025
• Main Authors: Судаков, A.K., Дреус, А.Ю., Побідинський, Д.І.
• Format: Article
• Language: Ukrainian
• Published: Институт сверхтвердых материалов им. В. Н. Бакуля Национальной академии наук Украины 2025
• Subjects: тепло-вологоперенос; крупнодисперсне середовище; гравійний фільтр; фазовий перехід
• Online Access: http://altis-ism.org.ua/index.php/ALTIS/article/view/459
• Journal Title: Tooling materials science

Метою роботи є розвиток теорії для підвищення ефективності технології обладнання бурових свердловин гравійними фільтрами. Це досягається шляхом попереднього омонолічування гравійного матеріалу на денній поверхні в блоки та подальшого їхнього розомонолічування в призабійній зоні свердловини. Процес розомонолічування відбувається за рахунок використання ефекту інверсного двофазного переходу агрегатного стану мінералов'яжучої речовини на водній основі. Дослідження ґрунтується на теоретичному аналізі тепло- та вологопереносу в пористій крупнодисперсній водонасиченій кріогенно-гравійній системі фільтра за наявності фазових переходів. Використовуються математичні моделі, зокрема задачі Стефана, для опису закономірностей перенесення тепла в пористому водонасиченому тілі. Робота поглиблює розуміння теплофізичних та масообмінних характеристик пористих водонасичених матеріалів при низьких температурах та у присутності фазових переходів. Встановлено залежності теплофізичних властивостей (теплоємність, теплопровідність) від температури, що враховують наявність зв'язаної та вільної води, а також фазових перетворень. Це дозволяє більш точно моделювати поведінку кріогенно-гравійних фільтрів. Запропонована ідея використання ефекту інверсного двофазного переходу агрегатного стану мінералов'яжучої речовини на водній основі під періодичним впливом від'ємних і позитивних температур має потенціал для розробки нових технологій виготовлення високоякісних гравійних фільтрів на денній поверхні. Це може вирішити проблему утворення порожнин у гравійних обсипках, що призводить до запісочування свердловин та виходу з ладу обладнання.