Основные теплофизические свойства горных пород
Теплопроводность –способность горных пород проводить тепло.Количество тепла в единицу времени (dQ/dt), прошедшее через площадь S, равно
, (4.146)
где λ – теплопроводность, dT/dx – температурный градиент в направлении, перпендикулярном к поверхности S. Уравнение (4.145) описывает стационарный процесс передачи тепла, при котором dT/dt = 0.
Теплопроводность пористых горных пород зависит от свойств заполняющих их флюидов. Теплопроводность газов очень низка, а поэтому теплопроводность пористых пород всегда меньше теплопроводности плотных пород. Увлажнение пористых пород повышает их теплопроводность, но их теплопроводность всегда ниже теплопроводности плотной породы, так как теплопровод-ность воды сравнительно невелика. Замерзание воды в порах сопровождается ростом теплопроводности за счет более высокой, чем у воды, теплопроводности льда.
Теплоемкость –количество тепла,сообщенное телу для повышения еготемпературы на один градус. В качестве показателя свойств вещества используется величина удельной теплоемкости. При нагревании тела тепло расходуется на повышение внутренней энергии (Q1) на совершение внешней работы и на полиморфные изменения (Q2), например, на превращение льда в воду. В свою очередь
| dQ 1 /dT = cm, | (4.147) |
где с – удельная теплоемкость тела; т – масса тела.
В таблице 4.16 приведены показатели теплопроводности и теплоемкости некоторых горных пород, нефти, воды и льда.
|
|
|
| Таблица 4.16 | ||
| Тепловые свойства осадочных горных пород | ||
| Горные породы | λ, Вт/(м⋅°С) | с ,кДж/(кг⋅°С) |
| Глина | 0,99 | 0,76 |
| Глинистые сланцы | 1,54–2,18 | 0,77 |
| Песчаник плотный | 1,27–3.01 | 0,84 |
| Алевролит | 2,22 | 0,80 |
| Доломит | 2,11 | 0,80 |
| Известняк кристаллический | 2,18 | 1,10 |
| Каменная соль | 7,20 | – |
| Нефть | 0,14 | 2,10 |
| Вода | 0,58 | 4,15 |
| Лед | 2,30 | 2,20 |
|
Из таблицы 4.16 видно, что теплопроводность горных пород существенно выше, чем теплопроводность насыщающих их жидкостей, а теплоемкость ниже. Исключительно высокую теплоемкость имеет вода. Поэтому вода и водные растворы являются наилучшими охлаждающими средами. В заключение следует отметить, что показатели теплофизических свойств всех веществ существенно зависят от температуры.
| ||
\
Список используемой и рекомендуемой литературы
1. Абатуров В. Г. Физико-механические свойства горных пород и породоразру-шающий буровой инструмент / В. Г. Абатуров, В. П. Овчинников. – Тюмень: изд-во Экспресс, 2008.
2. Абрамсон М. Г. Комплексная методика классификации горных пород геологиче-ского разреза, разделения его на характерные пачки пород и выбора рациональ-ных типов и конструкций шарошечных долот для эффективного разбуривания нефтяных и газовых месторождений. РД 39-2-52-78 / М. Г. Абрамсон, Б. В. Бай-дюк, Р. В. Винарский и др. – М.: ВНИИБТ, 1980.
|
|
|
3. Абрамсон М. Г. Справочник по механическим и абразивным свойствам горныхпород нефтяных и газовых месторождений / М. Г. Абрамсон, Б. В. Байдюк, В. С. Зарецкий и др. – М.: Недра, 1986.
4. Баклашов И. В. Механика горных пород/И.В.Баклашов,Б.А.Картозия. –М.:Недра, 1975.
5. Копылов В. Е. Разрушение мерзлых горных пород при бурении скважин. –Тюмень: изд-во ТГУ, 1980.
6. Попов А. Н. Методика расчета упругого смещения стенок скважины послевскрытия горной породы бурением.: учеб.-метод. пособие / А . Н.Попов, Ф. З. Булюкова, А. И. Могучев, Н. И. Крысин. – Уфа: изд-во УГНТУ, 2011.
7. Попов А. Н.Прочностные расчеты стенок скважины в пористых горных породах/ А. Н. Попов, Н. Н. Головкина. – Уфа: изд-во УГНТУ, 2001.
8. Сельващук А. П. Прогнозирование градиента открытия поглощения при бурениискважин на месторождениях Восточной Украины / А. П. Сельващук, А. П. Бондаренко, М. Г. Ульянов. – М.: ВНИИЭгазпром. – 1981. – № 5.
9. Спивак А. И.Разрушение горных пород при бурении скважин/А.И.Спивак,А. Н. Попов. – М.: Недра, 1996.
|
|
|
10. Турчанинов И. А. Основы механики горных пород/И.А.Турчанинов М.А.Иофис,Э. В. Каспарьян. – Л.: Недра, 1977.
11. Шрейнер Л. А. Деформационные свойства горных пород при высоких давле-ниях и температуре / Л. А. Шрейнер, Б. В. Байдюк, Н. Н. Павлова и др. – М.:Недра, 1968.
12. Эйгелес Р. М. Расчет и оптимизация процесса бурения/Р.М.Эйгелес,Р. В. Стрекалова. – М.: Недра, 1977.
Дата добавления: 2019-02-22; просмотров: 1101; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!