Simulation of Thermophysical Processes in the System “autonomous Thermal Drill – Melt – Rock”
Year: 2023
Type: article
Abstract: Результати буріння глибинних свердловин у світі та в Україні показують, що традиційними буровими методами можна досягти максимальних глибин до 12,5 км.Було виявлено комплекс методичних і технологічних чинників, що обмежують більш глибоке проникнення в земні надра за допомогою традиційної бурової техніки.У роботі представлено результати фізико-математичного моделювання процесів, що реалізуються в геологічному просторі навколо автономного глибинного термобура.На основі даної моделі визначено швидкість вертикального гравітаційного занурення автономного термобура в надра землі й особливості теплофізичних процесів у системі «термобур -розплав -навколишня порода».Як джерело високотемпературного тепла для проплавлення земних порід у моделі використовуються теплові характеристики сучасних малогабаритних ядерних реакторів надповільного фронтального нейтронно-ядерного горіння, фізика активної зони яких виключає можливість ядерних аварій і катастроф.Метою роботи є моделювання теплофізичних процесів, що виникають під час проплавлення земних порід за допомогою автономного термобура в системі «термобур -розплав -навколишня порода», для обґрунтування можливості глибинного проникнення в надра Землі до 15 000 м і більше, а також для оцінки головних інженерних параметрів і особливостей процесів тепломасоперенесення в умовах контактного плавлення земних порід.Отримано значення швидкості вертикального гравітаційного занурення автономного термобура, величини робочих температур на робочій поверхні термобура.Установлено, що застосування високотемпературних автономних термобурів як джерела високотемпературного тепла для глибинного автономного термобура дає можливість усунення всіх чинників обмеження для традиційного глибинного буріння та практичної реалізації принципово нових можливостей із використанням високої температури як головного робочого параметра.Представлена фізико-математична модель дозволяє визначити головні параметри, необхідні для розроблення технічних і технологічних пропозицій для концептуального проєктування нового глибинного обладнання й інших термоплавильних пристроїв різного призначення, детально дослідити теплофізичні процеси, що виникають і протікають в області навколо термобура за його гравітаційного занурення у глибинні надра Землі.
Authors: Volodymyr Vashchenko, Iryna Korduba
Language: English
Subfield: Fuel Technology
Field: Energy
Domain: Physical Sciences
Open Access status: diamond
OpenAlex ID: W4386548824