Данный исследовательский проект посвящен изучению фундаментального физико-химического явления – эффекта Ребиндера – в контексте его прикладного применения в горном деле и нефтегазовой отрасли. Эффект заключается в значительном снижении прочности и твердости горных пород при их контакте с жидкими средами, содержащими специфические поверхностно-активные вещества (ПАВ), которые, адсорбируясь на поверхности микротрещин, снижают свободную поверхностную энергию и облегчают их развитие. В рамках проекта планируется провести серию лабораторных экспериментов по механическому испытанию образцов пород, насыщенных растворами ПАВ различного состава, с использованием современных методов анализа (сканирующая электронная микроскопия, рентгеновская микротомография) для оценки микромеханизмов разрушения. Ожидается, что результаты работы позволят создать реестр наиболее эффективных химреагентов для разных типов пород, разработать математические модели процесса и предложить конкретные технологические решения для повышения эффективности буровых работ, управления гидроразрывом пласта (ГРП), борьбы с горным давлением и предотвращения геодинамических рисков.
• экспериментальное подтверждение и количественное измерение эффекта Ребиндера в реальных горных породах;
• оценка влияния различных типов ПАВ на энергию разрушения;
• обеспечение повышения эффективности бурения, снижения энергозатрат и износа инструмента;
• научный вклад в понимание механизма разрушения горных пород при взаимодействии с активными средами.
ЦА:
горнодобывающие предприятия (снижение затрат на бурение)
компании, занимающиеся бурением и подготовкой скважин (для выбора ПАВ в каждом конкретном случае);
строительные компании (снижение износа инструмента)
Твердомер, содержащий PDC-резец в оправке, который царапает поверхность образца горной породы. Сначала тест проводится на сухом образце, затем с использованием различных ПАВ.
Во время царапания тензодатчики в реальном времени регистрируют силу сопротивления, которую оказывает порода.Сигналы с тензодатчиков записываются и оцифровываются.
Мы измеряем не просто твердость,а энергию разрушения — интегральную величину, которая учитывает всю работу, затраченную на хрупкое разрушение, пластическую деформацию и трение. Это гораздо более релевантный параметр для оценки эффективности бурения, чем просто твердость.

На страницу проекта