Новости

Ученые из Томска создали «жидкостную» установку для бурения шахт и скважин

26 июля 2024

Специалисты Томского политехнического университета разработали новый безбойковый механизм для горных работ, разрушающий горные породы с помощью импульса, создаваемого жидкостью.

Фото iStock

Как пояснили «Энергии+» авторы разработки, основной движущей силой в созданном им механизме является специальная жидкость. Когда установку включают, начинает работать плунжер — специальный поршень, похожий на тот, что выталкивает жидкие лекарства из медицинского шприца. В сильно сжатой и раскачанной плунжером жидкости возникает резонанс: ее молекулы начинают двигаться с определенной частотой, вырабатывая энергию. Импульсы этой энергии передаются на специальный подвижный колебательный механизм, а от него через жидкость — на рабочий инструмент, который дробит породу.

По словам специалистов, такая установка имеет сразу несколько преимуществ. В ней минимум движущихся и соударяющихся частей, которые могут тереться друг о друга, разогреваться и выходить из строя. За счет большого количества создаваемой энергии рабочий инструмент не коротко бьет и отскакивает, а прижимается к породе, генерируя мощные разрушительные импульсы, которые распространяются глубоко в ее толщу.

Согласно расчетам и проведенным экспериментам, КПД таких установок может достигать 90%. У традиционных гидроударных механизмов он составляет около 50%, а у пневматических — около 20–25%. 

Евгений Пашков, кандидат технических наук, доцент Томского политехнического университета

Евгений Пашков

Кандидат технических наук, доцент Томского политехнического университета

По словам Евгения Пашкова, такую установку можно будет использовать для любых видов горных работ: от добычи руды до разработки угольных шахт. В будущем научный коллектив планирует создать погружной вариант для бурения скважин для добычи нефти и газа.

В буровых работах широко применяются пневматические и гидроимпульсные установки. В первых рабочий инструмент приводит в движение сжатый воздух, во вторых — вода, которая сжимает специальную пружину. Такие установки компактные и не требуют внешнего источника энергии, однако им, говорят ученые, свойственны некоторые недостатки: помимо низкого КПД внутри них много деталей, которые могут тереться, нагреваться и выходить из строя. Кроме того, их ударной силой, как правило, нельзя управлять — то есть нельзя настроить установку на работу с той или иной породой для повышения ее эффективности.

49
Haha
Haha
0
0
Love
Love
6
111
12
Читать также
Стеклянные изоляторы на линии электропередачи на фоне осеннего пейзажа

Зачем электричеству стеклянные «тарелки» и фарфоровые «колокольчики»

4 мин. чтения
Первая в России роботизированная буровая установка «Газпром нефти» на месторождении в Восточной Сибири

Сервис на глубине: в России запустили первый отечественный комплекс для обслуживания скважин

2 мин. чтения
Как искусственный интеллект меняет привычную работу

Как искусственный интеллект меняет привычную работу — и меняется сам

3 мин. чтения
О+космос

Вулканы, «космическая» еда и квест: что покажут на фестивале НАУКА 0+

2 мин. чтения
Участник ИТ-конференции byteoilgas_conf 2026 на фоне мультимедийного экрана

Видеть насквозь и предсказывать будущее: чему еще научился искусственный интеллект в энергетике

4 мин. чтения
Рентгеновский луч просвечивает внутреннюю структуру горной породы

Путешествие сквозь материю и время: какие тайны откроет ученым СКИФ

5 мин. чтения

Подземный мир в 3D: кто и как прокладывает маршруты в недрах земли

3 мин. чтения
Советские ученые разрабатывают гипотезы применения ядерной энергии для добычи полезных ископаемых. Изображение сгенерировано нейросетью

От искусственного озера до стеклянных пещер: как советские ученые искали применение ядерной энергии

3 мин. чтения
Министр промышленности и торговли Российской Федерации Антон Алиханов. Фото: Минпромторг России / Виталий Неварпромышленности и торговли России

«Важно не ждать эволюции технологий, а быть двигателями этого процесса»

1 мин. чтения

Как электричество «поставили на счетчик»: история прибора, который есть в каждом доме

4 мин. чтения