Коэффициент извлечения

К числу критериев профиля относится удельное давление или нормальное контактное напряжение q; величина износа (по нормали) А; коэффициент износостойкости при качении С; геометрия тел, образующих высшую пару.

где k — коэффициент износостойкости, равный работе деформации в данном металле, отнесенной к работе деформации в эталоне;

где k — коэффициент износостойкости.

где k — коэффициент износостойкости; S — путь трения; / — длина верхнего образца;

Сравнив экспериментальную и теоретическую кривые и определив по известным формулам коэффициент трения (сила трения устанавливается во время проведения опыта), скорость изнашивания и коэффициент износостойкости материала образца студенты должны оформить отчетный бланк, частично представленный в табл. 1.

Температура трудящихся поверхностей <° Коэффициент трения f Длина лунки, мм Глубина лунки, мм Величина изнога О, мк Скорость изнашивания у, мк/мин Коэффициент износостойкости k, МК СМ^/КГ М

где С — коэффициент износостойкости ь,

Материал Коэффициент износостойкости Е Материал Коэффициент износостойкости 5

Коэффициент износостойкости е этих сталей по отношению к стали ЗОЛ составил соответственно 1,89 и 1,85.

Таблица 6-20 Коэффициент износостойкости

Коэффициент: износостойкости (по от- 0,70 0,70 0,70 0,72 0,92 1,0 0,90

Тогда коэффициент извлечения серы можно представить в следующем виде:

Сделаем ряд допущений: наибольший возможный коэффициент извлечения теплоты — 20%; преобразование теплоты в электрическую энергию осуществляется с КПД=20 %; теплота извлекается равномерно в течение 20 лет.

В этом исследовании проводились оценки будущих потенциальных резервов углеводородов; при этом было отмечено, что резервы, которые будут обнаруживаться и разрабатываться в будущем, зависят от взаимодействия экономических, политических и технологических факторов. После агрегации данных о первичных запасах нефти в недрах по категориям известных, вероятных, возможных и умозрительных ресурсов, конечном коэффициенте извлечения, зависящем от разных факторов, авторы этого исследования использовали достаточно произвольную категорию «ожидаемых» (expectable) резервов, которые определяются как известные+ + вероятные -f- возможные -f- 50 % от 27,1 млрд. т потенциальных резервов в добавление к 31,8 млрд. т конечного извлечения из известных резервов при коэффициенте извлечения 60 %. Другими словами, предстоит открыть больше, чем уже открыто, но предположение о том, что будет обнаружено лишь 50 % умозрительных резервов и что конечный коэффициент извлечения не превысит 60 %, уменьшает открываемые в будущем резервы до величины, меньшей, чем уже известные. Это прекрасный пример такого типа рассуждений, которые должны играть важную роль в геологическом методе после всех предварительных тщательных сравнений. Математический метод был сформулирован в конце 40-х годов М. Кинг Хаббертом, который особо подчеркивал конечность всех невоспроизводимых ресурсов в противоположность оптимистическому подходу «открытых границ». Кинг Хабберт использовал данные о затратах на бурение и степени успеха при открытии месторождений по промышленности США в прошлом для построения симметричных логистических кривых производства. Применительно к нефти метод Хабберта основывался на предположении, что при

Возможно, статья в «Форчун» во многом ориентировалась на данные симпозиума по методам третичного извлечения, состоявшегося в июне 1974 г. в США. Эти данные таковы: первоначальные запасы в недрах составляли 434 млрд. баррелей нефти, около 100 млрд. баррелей из них уже было извлечено, менее 36 млрд. баррелей можно добыть современными первичными и вторичными способами, менее 5 млрд. баррелей извлекаемы в будущем за счет закачки жидкостей, т. е. 293 млрд. баррелей останется в недрах (при учтенном в этом расчете коэффициенте извлечения 32 %). Отмечалось, что изменения характеристик резервуаров приводят к колебаниям коэффициента извлечения в пределах 13,5—46%. Если верить данным 24 компаний, согласно которым можно извлечь еще 50—60 млрд. баррелей (6,7—8 млрд. т) дополнительно, то средний по США коэффициент извлечения составит 44—46 %, в то время как журнал «Форчун» исходит из коэффициента 61 %. Дополнительные 6,7—8 млрд. т значительно больше прежних оценок — 3,35 млрд. т. Реальную трудность представляет суммирование всех скважин, поскольку резервуары отличаются друг от друга. Добычные скважины дают от 0,4 до 81 баррелей (Луизиана), а в среднем по США— 18 баррелей в день. Маловероятно, чтобы можно было добиться роста производительности скважин, скажем, в Техасе. Действительно, много нефти остается в земле, однако, стоимость ее извлечения неизвестна. Высказывалось предположение, что общий коэффициент извлечения нефти может составить 90 % Для 383 неглубоких нефтяных месторождений США с глубиной добычи менее 150 м. По другим данным, если удастся разработать методы третичного извлечения нефти, это примерно вдвое увеличит объем пригодной к добыче неф,ти, т. е. примерно до 14 млрд. т в США и 39 млрд. т для всего мира [22]. Последняя цифра — скорее гипотетическая, ориентировочная, но она говорит нам о том, что чем больше нефти мы умеем извлекать, тем больше ее будет извлечено. Имеется, однако, опасность, состоящая, во-первых, в мнении, что наиболее скромные цифры преднамеренно уменьшены и, во-вторых, в необоснованном убеждении, что стоит лишь поднять цены и нефть здесь же появится.

Без сомнения, рост цен на нефть вызывает увеличение объема разведки новых месторождений и стимулирует разработку новых методов, повышающих коэффициент извлечения нефти. Несколько новых технологий, по-видимому, предполагается опробовать на Среднем Востоке, в Кувейте. В'полне возможно, что в США эти новые технологии, применяемые к целым месторождениям, а не скважинам, заинтересуют управляющих. По мере роста коэффициента извлечения запасов каждого месторождения увеличиваются

Эти расчеты справедливо могут считаться необъективными, эмпирическими и прагматичными, а некоторые — ненаучными и бессмысленными. Но ранее отмечалось, что и обычно публикуемые данные о полных ресурсах угля США не столь точны, как это может показаться, а коэффициент извлечения, принимаемый обычно равным 50 %, также не имеет больших обоснований. Точно так же следует напомнить, что обычно приводимая величина ресурсов угля КНР, равная 1 трлн. т, базируется на оценке 1880 г., выполненной фон Рихтофеном во время его путешествия по Китаю и повторяемой периодически в литературе. В этой связи предыдущие расчеты вполне отражают общую ситуацию с энергоресурсами; это необходимо помнить, хотя они могли бы быть и много-много лучше, если бы удалось собрать более точные данные.

Чрезвычайно сложен выбор величины переводного коэффициента для разнообразных малоисследованных видов нефти, извлекаемых из вязких и тяжелых нефтей, нефтеносных песков и горючих сланцев. Характеристики извлекаемых товарных нефтей зависят от технологии извлечения. В СССР и КНР горючие сланцы зачастую добываются, измельчаются и сжигаются в бойлерах, их теплота сгорания в этом случае принимается равной 27,43 ГДж/т. Коэффициент извлечения углеводородов при этом колеблется также в очень широких пределах. Сообщалось, что только на месторождении нефтяных песчаников Атабаска может быть извлечено 3,6 млрд. т нефти из доказанных резервов песчаника и 11 млрд. т — из вероятных его резервов. Только в СССР, Бразилии и КНР сланцы перерабатываются в нефтепродукты, поэтому лишь в этих странах резервы сланцев действительно относятся к доказанным. Даже для богатейших запасов сланцев бассейна Пай-синз (США) еще не выполнена технико-экономическая оценка. Имеется так много неясностей в целом по этим видам «нетрадиционных» запасов нефти, разработка которых невозможна обычными средствами, что расчеты могут быть лишь ориентировочными. Мы будем пользоваться величиной их теплоты сгорания 40 ГДж/т.

Более того, проделана большая работа по изучению методов извлечения ресурсов более глубоких месторождений, что делает возможной их оценку. По данным Совета по энергоресурсам Альберты, количество битума в недрах на глубинах 46—610 м равно 88,6 млрд. т. Обширные полевые исследования начались в 1958 г., и к 1974 г. они проводились на территории 14 га, разбитой на 12 участков — от 1 до 1,74 га со скважинами для закачки и извлечения. Было обнаружено, что при методе подземного сжигания выгорает 7 % нефти, 30 % нагревается до температуры 150 °F и более, а извлекается из них — примерно 55 %. По одной из оценок, вполне возможно извлечение до 50% нефти в недрах [18]. Д-р Г. В. Говье, председатель Совета по энергоресурсам Альберты, утверждал в 1973 г., что даже если коэффициент извлечения битума не превысит 20 %, то и в этом случае можно будет добыть

ЮАР обладает крупными угольными месторождениями, недостаточно изученными и оцененными. От добывающих компаний в ЮАР требуют представления в правительство определенных данных, однако систематический анализ и публикации этих данных отсутствуют. Консультативный комитет по углю в 1969 г. сообщил (доклад Ван Ренсбурга), что запасы угля не столь велики, как предполагалось, коэффициент извлечения низок и настоятельно необходимо беречь уголь, поскольку это единственный энергетический ресурс страны. Для изучения ситуации была создана комиссия Петрика, и в 1976 г. после значительной задержки был опубликован ее отчет [51]. В этом детальном отчете есть ряд оценок, очень важных для исследования сырьевой базы. Однако они не проясняют положения с ресурсами и не могут служить ориентиром потенциальной добычи, как это было бы возможно, не будь авторы в плену прошлых оценок и методик. Принятые ограничения и допущения при разработке оценок очень важны для их понимания. Это еще раз показывает, с какой тщательностью необходимо рассматривать показатели по ресурсам, чтобы не допускать неточных сравнений. В отчете оценки ограничиваются территориями, где уголь уже обнаружен, но нет экстраполяции, охватывающих территории, где уголь может быть, но его еще не обнаружили. Общие ресурсы битуминозного угля, которые могли бы разрабатываться с учетом определенных ограничений, оцениваются в 92 млрд. т. В угольных месторождениях ЮАР широко распространены породные интрузии и дайки по возрасту более молодые, чем уголь. Они пронизывают угольные пласты, в некоторых местах перемежаются с ними или перекрывают их. Проникнув снизу, интрузия горячего расплавленного долерита часто приводила к выжиганию угля или потере им летучих фракций, что делает его нетоварным. По этой причине запасы угля в 92 млрд. т были определены с учетом геологических потерь, так как даже Комиссия по электроснабжению, получающая уголь для своих электростанций непосредственно из шахт без его предварительной переработки,

рывность поставок, возможность скрытого сооружения и многоцелевого использования земли, отсутствие порожнего возврата и относительная экономичность. Затраты на транспорт энергии по углепроводу оценивались в 0,4 цента за 1 кВт-ч при производительности 4 млн. т в год и 0,15 цента за 1 кВт-ч при производительности 18 млн. т угля в год. Это сопоставимо со стоимостью транспортирования угля по железной дороге — 0,3 цента за 1 кВт-ч (или 0,4 цента за 1 т-км) при грузопотоке 6 млн. т в год. В упомянутом докладе предусматривался рост добычи угля открытым способом в западных штатах США с 60 млн. т в 1973 г. до 560 млн. т в 1985 г., что с учетом выбытия за этот период мощностей в размере 20 млн. т в год потребовало бы ввода новых мощностей по добыче угля 520 млн. т в год. Для обеспечения столь значительного прироста добычи необходимо было бы открыть сто новых разрезов мощностью 5 млн. т в год каждый, набрать и обучить 45 тыс. новых горняков и изготовить сто экскаваторов с ковшом вместимостью 76 м3. Существуют, однако, общепризнанные ограничения для роста добычи в США. Неопределенность в перспективной конкурентоспособности различных импортных и внутренних источников энергии затрудняет заключение новых долгосрочных контрактов и производство новых инвестиций. Возникает также неопределенность в условиях нового горного законодательства и в проблемах водообеспечения. Поэтому нелегко привлечь необходимые новые капитальные вложения порядка 21 млрд. долл. без правительственной помощи и без повышения цен на 1 т угля с 4 до 6 долл. Ограничивают и потребности в оборудовании. В 1974 г. в США имелись всего две фирмы, производящие крупные экскаваторы, «и обе они ограничили поставки в I кв. 1979 г. Текущая производственная мощность предприятий всей отрасли оценена в один экскаватор в месяц ...» [9]. Отсутствуют, видимо, ограничения в ресурсах угля на Западе США: угли некоксующиеся, с низким содержанием серы, залегают мощными горизонтальными пластами близ поверхности. При наличии мощного оборудования имеется возможность обеспечить высокий коэффициент извлечения угля и большую производительность труда на карьерах.

Значительные запасы разнообразных энергетических ресурсов распространены по всему миру. Оценки этих ресурсов весьма неточны; отсутствуют, как правило, и подходы к достижению сопоставимости оценок в условиях различий.понятий и технологий, хотя такая сопоставимость необходима при росте взаимозависимости при использовании энергоресурсов. Предстоит еще немало труда для правильной оценки действительно надежных запасов даже таких традиционных видов энергоресурсов, как уголь, нефть, природный газ и уран. Подобную оценку можно рассматривать как первоочередную задачу в настоящее время. Сейчас так широко распространены теории, базирующиеся на недостаточной информации, что могут быть приняты решения, представляющие опасность для всего человечества, если не будет достигаться лучшее понимание действительности. Что касается более неопределенных областей потенциальных и вероятных ресурсов, то здесь необходимо настойчивое продолжение исследований с большей тщательностью, дисциплинированностью и на более высоком научном уровне. В то же время необходимо оказывать всяческую поддержку геологам в их поисках новых месторождений и инженерам в их попытках увеличить коэффициент извлечения энергоресурсов, поскольку месторождения не обнаруживаются экономистами или политиками. Итак, первоочередная задача — углубление наших знаний об обеспечении энергопотребления, т. е. о разведанных запасах энергетических ресурсов.