1598005528-5a29f77d2a9bb899a883b13e75ca9e01 (811229), страница 34
Текст из файла (страница 34)
Коэффициент увеличения определяется как отношение объема трещиноватой породы, полученного при взрыве системы зарядов бризантного ВВ, к объему, полученному при взрывах такого же количества одиночных зарядов того же ВВ. При взрывании уступов коэффициент увеличения составляет 1,25 — 4, при взрывах на ровной поверхности с образованием воронки 1,1 — 3 . а при прокладывании туннелей достигает 4. Однако картина, наблюдаемая при взрывах бризантного ВВ, отличается от подземных ядерных взрывов, которые рассматриваются в данной работе. В первом случае происходит одновременный взрыв нескольких зарядов, которые обычно являются линейными источниками и расположены близко к свободной поверхности. При использовании ядерных устройств большой мощности взрывы следуют одни эа другим, заряды являются точечными источниками и расположены вблизи "области с различными свойствами", образованной предыдущим взрывом, которая может быть, а может и не быть подобной свободной поверхности.
Следовательно, трудно определить, насколько опыт, накопленный при исполь-' зовании бризантного ВВ, применим к системе ядерных зарядов. Хольцер [5) подсчитал, что обьем трещиноватой породы, образо. ванный при взрыве двух 50-кнлотонных ядерных зарядов, расположенных на расстоянии двух радиусов действия, на 25% превышает объем породы, образованный при взрыве 100-килотонного одиночного заряда.
Он предполагает, что оптимальное расстояние между двумя зарядами составляет более двух радиусов действия. Сзлби (6) рассчитал, что при тетраздральном расположении, при котором заряды размещают таким образом, что достигается критическое напряжение сдвига для данной породы, может быть достигнут коэффициент увеличения обьема трещиноватой порода, равный 2,9. Для осуществления Плоушерской геотермальной программы необходимо обеспечить большое количество трещиноватой породы. Если одна и та же скважина может быть использована для последовательных взрывов двух зарядов при сохранении их максимальной мощности, то можно сэкономить на стоимости работ по бурению одной скважины для размещения заряда. К тому же, возможно, что объем трещиноватой породы возрастет, если оба заряда будут взорваны одновременно.
Другими словами, можно ожидать, что объем трещиноватой породы, образованный при взрыве двух 500-килотонных зарядов, превысит обьем, полученный при взрыве мегатонного заряда. Однако еше не известно, оправдает ли увеличение объема трещиноватой породы стоимость дополнительного взрыва. (Стоимость одного заряда слабо зависит от его мощности, поэтому стоимость двух зарядов, грубо говоря, вдвое больше стоимости одного.) ПРОБЛЕМЫ БУРЕНИЯ Существует ряд неясностей и возможных трудностей, которые следует принимать во внимание при проектировании и сооружении глубо- 174 Глава Э Пппушерсявя программа нслопьзсввння ядерных взрывов 175 ких скважин в твердой породе термального.
района. Некоторые из этих проблем цлияют на стоимость, а некоторые предстацляют собой технические предположения, которые проясняются в ходе исследования. Все эти проблемы сводятся к следующему. 1. Для исследования технической осуществимости программы толщина стенок обсадных труб для скважин диаметром от 305 до 915 мм бь1ла произвольно установлена равной 19 мм. Такая толщина, по-видимому, достаточна для случая, когда трубы зацементированы в породе. Для участков, на которых цементирование невозможно, и для участков, возвышающихся над землей, такой толщины стенок труб, по-виШвмому, недостаточно для работы во всем возможном диапазоне давлений пара.
Окончательная толщина стенок будет зависеть от размера трубопровода и давления пара. Утолщение стенок обсадных труб увеличит стоимость крепления скважины. 2. Необходимо исследовать техцологию цементирования при температуре 370 С, на глубинах до 3000 м. Возможно раствор будет быстро схватываться, а вода, находящаяся в растворе, будет вскипать при такой температуре, если не приложить соответствующее дацление. Известно, что при цементировании скважин в условиях нормальной температуры отвод теплоты гидратации цемента представляет определенную трудность.
Хотя в высокотемпературной скважине этот процесс может быть несущественным, однако его необходимо исследовать. 3. Пементированием редко обеспечивается надежное заполнение пустот между обсадными трубами и породой. С этими пустотами следует считаться, если обсадные трубы должны выдерживать большие внутренние или внешние давления. 4. Для спуска труб со стенками толщиной 19 мм,' диаметрами 305 — 915 мм на глубины 2600 — 3300 м во всех случаях требуется специальная оснастка буровой установки, чтобы предотвратить обрыв обсадных труб. Вес труб таких диаметров составляет 450 — 1350 т и более, что превышает возможности обычного подьемного механизма. Вес труб с толщиной стенок 38 мм для скважины диаметром 1370 мм и глубиной 3300 м будет более 4100 т.
Чтобы выдержать растягивающие усилия, возникающие при спуске труб такого веса, потребуется применение высокопрочной стали. 5. При рассмотрении гипотетических случаев внутренние диаметры обсадных труб принимались равными 305, 460, 610, 760 и 915 мм и не соответствовали действительным внутренним диаметрам труб. 6. Для точных оценок стоимости бурения потребуются выявление границ конкретного участка и геологическая информация из разведочных скважин. Зто обстоятельство подчеркивалось фирмами, производящими бурение. 7. Для удаления буровой мелочи при бурении может быть использован воздух или буровой раствор.
В сухой скважине лучше всего использовать воздух. Если скважина с водой и ее цементирование ниже водоносных горизонтов слишком дорого, придется использовать буровой раствор. По сообщениям одной фирмы, пробурившей несколько скважин в граните, вода встречается практически в каждой скважине. Однако, бурение проводилось не в геотермальных районах. 8. Температуры до 350 'С могут влиять на буровое оборудование,и может потребоваться специцльная смазка для муфтовых соединений и специальные буровые растворы, если таковые используются. Накоплен опыт бурения при температурах до 300 С, и известно, что при этой температуре испельэуют специальные растворы.
9. Для скважин диаметрами 305 — 915 мм, по-видимому, экономически более выгодно бурить скважину для размещения заряда того размера, который потребуется для паропровода, а не разбуривать скважину до большего диаметра после взрыва. Стоимость разбуривания примерно равна стоимости бурения скважины полного диаметра. ВОПРОСЫ БЕЗОПАСНОСТИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ Очень важно предвидеть возможные опасные .последствия осуществления Плоушерской программы, оценить их вероятность и предусмотреть специальные меры по контролю или предотвращению подобных явлений. К таким мерам относятся также проведение измерений для обеспечения безопасности и ведение документации, подтверждающей, что осуществление проекта действительно безопасно.
Радиаласичесние вопросы. При соответствующем пементировании и укреплении ствола скважины на глубине предполагаемого залегания горячей породы вряд ли можно ожидать радиоактивного загрязнения атмосферы или подземных вод. В процессе эксплуатации электростанции радиоактивные изотопы, которые могут быть вынесены на поверхность паром, вновь будут унесены конденсатом в область, разрушенную взрывом, и вся система будет замкнутой. Веролвноснь радиааинивнаеа ваврлвненил аамосферы. Согласно результатам более 300 подземных ядерных взрывов,при правильном 17Е Гпввв 3 Ппоушерснвя программа яслопьзоввння ядерных взрывов 177 и точном размещении зарядов и укрецлении ствола скважины, выход радиоактивности на поверхность маловероятен. Ниже рассматриваются некоторые причины неожиданной утечки радиоактивности, имевшие место в прошлом, и предлагаются меры борьбы с такими явлениями.
1. Неисправное и (или) недостаточное цементирование и укрепление ствола скважины, что можно проконтролировать. 2. Недостаточна глубина размещения зарядов. В этой связи следует отметить, что данное исследование касается только такой глубины размещения зарядов, которая намного превышает глубину, необходимую для предотвращения распространения радиоактивности (примерно 120 м, умноженные на корень кубический из мощности гряда в килотоннах). 3. Просачивание через трещины или разломы в породе, окружающей скважину для размещения заряда.
Эту вероятность можно свести к минимуму тщательным геологическим картографированием и выбором места взрыва. В прошлом при небольших утечках радиоактивности последующие исследования показали, что лишь чрезвычайно малая часть радиоактивности достигла поверхности через сложную систему трещин. В случае маловероятной утечки радиоактивности на поверхность потребуются метеорологические сводки погоды, чтобы установить направление распространения радиоактивности и принять соответствующие меры защиты. Метеорологические прогнозы могут быть сделаны на основе данных, предоставляемых стационарными метеорологическими станциями, а также данных, собранных на месте взрыва.
В итоге можно утверждать, что вероятность радиоактивного заражения биосферы можно свести к минимуму и проект может осуществляться с полной уверенностью в его безопасности. Зае рлзнен»е подземныя сод. Необходима предварительная тщательная оценха гидрогеологического режима, чтобы исключить проблему радюактивного загрязнения подземных вод. На глубине 2,6 км взрыв произойдет ниже водного зеркала, ниже всех водоносных слоев. в породе с очень низкой водопроницаемостью.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
