Тадқиқоти академӣ, забони фаҳмо

Verianla | Тадқиқоти академӣ ва илм ба забони тоҷикӣ

27 сентябр 2026, якшанбе
VERİANLAНашри мустақили илмӣ
Кушодан ё бастани меню
...
Саҳифаи асосӣ / Илмҳои амалӣ / Тадқиқоти энергетикӣ / Ғорҳои намакӣ барои нигоҳдории гидроген дар зеризамин то чӣ андоза бехатаранд? Хатари осеби термо-механикӣ аз давраҳои зуд-зуди тазриқ-истеҳсол
Тадқиқоти энергетикӣ

Ғорҳои намакӣ барои нигоҳдории гидроген дар зеризамин то чӣ андоза бехатаранд? Хатари осеби термо-механикӣ аз давраҳои зуд-зуди тазриқ-истеҳсол

Ин таҳқиқот нигоҳдории зеризаминии энергия ва махсусан нигоҳдории гидроген дар ғорҳои намакӣ, ки бо рушди низомҳои энергияи барқароршаванда аҳамияти бештар пайдо мекунад, аз нуқтаи назари бехатарии геомеханикӣ меомӯзад.

26/06/2026  Veri Anla 60 боздид
Ғорҳои намакӣ барои нигоҳдории гидроген дар зеризамин то чӣ андоза бехатаранд? Хатари осеби термо-механикӣ аз давраҳои зуд-зуди тазриқ-истеҳсол

Ин таҳқиқот мавзӯи нигоҳдории зеризаминии энергия-ро, ки ҳамзамон бо рушди низомҳои энергияи барқароршаванда аҳамияти рӯзафзун пайдо мекунад, ва бахусус нигоҳдории гидроген дар ғорҳои намакӣ-ро аз нуқтаи назари бехатарии геомеханикӣ меомӯзад. Манбаъҳои барқароршаванда, аз қабили офтоб ва шамол, ҳамеша як миқдор энергия истеҳсол намекунанд. Аз ин рӯ, табдил додани нерӯи барқи зиёдатӣ ба гидрогени сабз ва нигоҳ доштани ин гидроген дар ҳаҷмҳои калон ба таври бехатар барои ояндаи низомҳои энергетикӣ аҳамияти ҳалкунанда дорад. Ғорҳои намакӣ барои ин мақсад номзадҳои қавӣ мебошанд, зеро ҷинси намакӣ гузаронандагии хеле паст, қобилияти қисман худбарқароршавӣ ва рафтори механикии мувофиқ дорад.

Аммо ҳушдори асосии таҳқиқот чунин аст: Ғорҳои намакӣ ҳангоми кори анъанавӣ бо як ё шумораи ками давраҳои сусти пуркунӣ-холисозӣ дар як сол метавонанд бехатар боқӣ монанд; вале агар барои мувозинат кардани тағйирёбии энергияи барқароршаванда тазриқ ва истеҳсоли гидроген зуд-зуд анҷом дода шавад, ҷинси намакӣ дар атрофи ғор ба хастагии хеле шадиди термо-механикӣ дучор мешавад. Ҳангоми тазриқи газ, аз сабаби фишурдашавӣ ҳарорат дар дохили ғор боло меравад. Ҳангоми истеҳсоли газ бошад, бинобар тавсеа ва таъсири Joule-Thomson ҳарорат босуръат паст мешавад. Азбаски гузаронандагии гармии ҷинси намакӣ паст аст, ин тағйироти ҳароратӣ дар минтақаи танги наздик ба девори ғор мутамарказ мешаванд ва дар он ҷо танишҳои гармии такроршаванда ба вуҷуд меоянд.

Муҳаққиқон барои шарҳи ин масъала модели классикии хазиши Burgers-ро такмил додаанд. Модели нав сустшавии модули чандирӣ бо ҳарорат, тағйири часпакӣ мувофиқи қонуни Arrhenius, тезонидани хазиш бо афзоиши таниш ва ҷамъшавии микроякҳо, ки осебро зиёд мекунанд, якҷоя ба назар мегирад. Модел тавассути таҷрибаҳои ғори намакӣ дар миқёси лабораторӣ, ченкуниҳои эмиссияи акустикӣ, пайгирии ихроҷи газ ва симулятсияҳои ададии 30-сола санҷида шудааст.

Натиҷаи асосии таҳқиқот хеле равшан аст: 1 давраи тазриқ-истеҳсол дар як сол барои ғори намакии JK8-6 Jintan, ки дар таҳқиқот баррасӣ шудааст, пас аз 30 сол бехатар менамояд. Дар 2 давра дар як сол хатари ноустувории маҳаллии сохторӣ равшантар мешавад. Дар 3 давра дар як сол бошад, омили осеби ҷамъшаванда дар минтақаҳои васеъ аз ҳадди муҳандисии 0,5 мегузарад ва хатари шабакаи макроскопии тарқишҳо, аз даст рафтани герметикӣ ва муҳоҷирати гидроген ба таври ҷиддӣ меафзояд.

Ин натиҷа нишон медиҳад, ки низомҳои нигоҳдории гидроген бояд на танҳо аз рӯи ҳаҷм, фишор ва иқтидори иқтисодӣ, балки аз рӯи басомади истифода низ тарҳрезӣ шаванд. Як ғор метавонад бо як давра дар як сол бехатар кор кунад, вале бо се давра дар як сол дар дарозмуддат хатарнок гардад. Аз ин рӯ, ҳангоми пайваст кардани нигоҳдории гидроген дар ғорҳои намакӣ ба шабакаҳои энергияи барқароршаванда бояд на бо мантиқи «ҳар қадар зуд-зуд истифода шавад, ҳамон қадар чандирӣ беҳтар мешавад», балки бо арзёбии ҳамзамони хастагии ҷинс, зарбаи гармӣ, деформатсияи хазиш ва аз даст рафтани герметикӣ идора карда шавад.

Масъалаи асосии таҳқиқот чист?

Дар маркази ин таҳқиқот масъалаи хеле муҳим, вале аксаран нодидагирифташудаи гузариши энергетикӣ қарор дорад: Истеҳсоли миқдори зиёди гидрогени сабз муҳим аст, аммо нигоҳ доштани ин гидроген дар муддати дароз ба таври бехатар низ душвор мебошад. Энергияи шамол ва офтоб дар истеҳсоли нерӯи барқ босуръат рушд мекунад, аммо ин манбаъҳо аз рӯи табиат тағйирёбандаанд. Офтоб шабона нерӯ истеҳсол намекунад ва дар рӯзҳои абрнок кам мешавад; шамол ҳам ҳамеша бо суръати яксон намевазад. Барои нигоҳ доштани мувозинати низоми энергетикӣ, истеҳсоли зиёдатӣ бояд захира ва ҳангоми зарурат дубора истифода шавад.

Гидрогени сабз дар ин ҷо ҳамчун роҳи муҳими ҳал баррасӣ мешавад. Нерӯи барқи барқароршавандаи зиёдатиро тавассути электролиз ба гидроген табдил додан мумкин аст. Баъдан гидроген метавонад дар саноат, нақлиёт, истеҳсоли энергия ё нигоҳдории мавсимии энергия истифода шавад. Аммо барои нигоҳдории гидроген дар ҳаҷмҳои калон сохтани зарфҳо дар рӯи замин аксаран кофӣ ва иқтисодӣ нест. Аз ин рӯ, нигоҳдории зеризаминӣ ва бахусус ғорҳои намакӣ ҳамчун имкони қавии геологӣ барои нигоҳдории гидроген дар миқёси калон пеш меоянд.

Ғорҳои намакӣ холигиҳои калони зеризаминӣ мебошанд, ки табиӣ ё сунъӣ сохта мешаванд. Ҷинси намакӣ гузаронандагии хеле паст дорад; яъне фирори газ тавассути ҷинс душвор аст. Илова бар ин, азбаски ҷинси намакӣ бо мурури замон рафтори пластикӣ/хазишӣ нишон медиҳад, он метавонад микроякҳоро пӯшонад ва қобилияти герметикии худро қисман нигоҳ дорад. Ин хусусиятҳо ғорҳои намакӣ барои нигоҳдории гази табиӣ, ҳавои фишурда ва гидроген арзишманд мегардонанд.

Аммо таҳқиқот таъкид мекунад, ки дар нигоҳдории гидроген, ки бо энергияи барқароршаванда ҳамгиро шудааст, шароити анъанавии истифода тағйир меёбад. Ғорҳои классикии нигоҳдории газ одатан мавсимӣ кор мекунанд: дар як давраи сол пур ва дар давраи дигар холӣ карда мешаванд. Дар чунин режими корӣ тағйироти фишор ва ҳарорат сусттар ва камтар рух медиҳанд. Дар анборҳои гидроген, ки барои мувозинат кардани тағйироти энергияи барқароршаванда истифода мешаванд, тазриқ ва истеҳсол метавонад зуд-зуд лозим шавад. Ин ҳолат ҷинси намакӣ дар атрофи ғорро ба давраҳои сербасомади боргузорӣ-холисозӣ ва васеъшавӣ-фишурдашавии гармӣ дучор мекунад.

Саволи асосии таҳқиқот дар ҳамин ҷо пайдо мешавад: Агар низоми нигоҳдории гидроген дар ғори намакӣ барои ҷавоб додан ба тағйироти зуд-зуди шабакаи энергияи барқароршаванда соле чанд маротиба пур ва холӣ карда шавад, оё ҷинси атрофи ғор метавонад дар тӯли 30 сол герметик ва аз ҷиҳати сохторӣ бехатар боқӣ монад?

Чаро истифодаи сербасомад метавонад хатарноктар бошад?

Тазриқ-истеҳсоли сербасомад дар ҷинси атрофи ғор ҳамзамон ду таъсири асосиро зиёд мекунад: хастагии механикӣ ва хастагии гармӣ.

Аз ҷиҳати механикӣ, фишори газ дар дохили ғор ҳангоми тазриқ баланд ва ҳангоми истеҳсол паст мешавад. Бо афзоиши фишор девори ғор ба берун тела дода мешавад; бо коҳиши фишор пуштибонии ҷинси атроф кам мешавад. Ин боргузорӣ-холисозии доимӣ ба деформатсияи хазиш ва тақсимоти дубораи таниш дар ҷинси намакӣ таъсир мерасонад. Деформатсияҳое, ки дар як давра хурд менамоянд, агар дар тӯли даҳсолаҳо ҷамъ шаванд, метавонанд боиси камшавии ҳаҷми ғор, рушди тарқишҳо дар ҷинси атроф ва ноустувории маҳаллӣ шаванд.

Аз ҷиҳати гармӣ, рафтори газ мураккабтар аст. Ҳангоми тазриқ, вақте гази баландфишор ба ғор ворид мешавад, фишурдашавӣ ва ҷамъшавии гармӣ ба амал меояд. Ин раванд ҳарорати дохили ғорро баланд мекунад. Ҳангоми истеҳсол газ васеъ мешавад ва бо таъсири Joule-Thomson сардшавӣ ба вуҷуд меояд. Дар ин ҳолат ҳарорати дохили ғор зуд паст мешавад. Яъне девори ғор дар як давра аввал гарм ва баъд сард мешавад.

Азбаски гузаронандагии гармии ҷинси намакӣ паст аст, ин тағйироти ҳароратӣ ба минтақаҳои дур аз ғор зуд паҳн намешаванд. Мубодилаи гармӣ асосан дар минтақаи аз ҷиҳати гармӣ таъсирдида-и борик ва наздик ба девори ғор мутамарказ мешавад. Вақте ҷинс дар ин минтақаи танг пайваста гарм ва сард мешавад, танишҳои такрории васеъшавӣ ва фишурдашавии гармӣ ба вуҷуд меоянд. Ин танишҳо метавонанд микроякҳоро оғоз кунанд, тарқишҳои мавҷударо калон намоянд ва бо мурури замон монеаи герметикиро суст созанд.

Аз ин рӯ, истифодаи сербасомад танҳо маънои «ҳамон амалро бештар такрор кардан»-ро надорад. Ҳар давра метавонад дар девори ғор нишонаи хурди осеби механикӣ ва гармӣ гузорад. Бо афзоиши шумораи давраҳо, ин нишонаҳо метавонанд ба ҳам пайваста, ба сатҳҳои муҳими осебе бирасанд, ки бехатарии сохториро муайян мекунанд.

Схемаи консептуалии низоми энергетикӣ чиро нишон медиҳад?

Схемаи консептуалии низоми энергетикӣ дар оғози таҳқиқот занҷирро аз нерӯи барқи барқароршаванда то гидрогени сабз ва аз он ҷо то нигоҳдории зеризаминӣ нишон медиҳад. Нерӯи барқ аз манбаъҳои тағйирёбанда, аз қабили шамол ва офтоб, бо шабакаи барқ пайваст мешавад. Нерӯи зиёдатӣ барои истеҳсоли гидроген дар низомҳои электролиз истифода мешавад. Гидрогени истеҳсолшуда барои нигоҳдории ҳаҷман калон ва дарозмуддат ба ғорҳои зеризаминии намакӣ фиристода мешавад. Сипас ин гидроген ҳангоми зарурат метавонад ба низоми энергетикӣ баргардонда шавад.

Ин схема нишон медиҳад, ки чаро таҳқиқот на танҳо ба механикаи ҷинс, балки ба бехатарии низоми энергетикӣ низ дахл дорад. Агар ғори нигоҳдории гидроген бехатар кор накунад, чандирие, ки барои ҳамгироии энергияи барқароршаванда зарур аст, низ суст мешавад. Яъне осеби ҷинс дар зеризамин метавонад ба таври ғайримустақим ба эътимоднокии шабакаи энергетикии рӯизаминӣ таъсир расонад.

Механизми тазриқ-истеҳсоли даврӣ чӣ гуна шарҳ дода мешавад?

Схемаи механизми истифода, ки дар таҳқиқот пешниҳод шудааст, роҳҳои осеб дар девори ғорро ҳангоми тазриқ ва истеҳсоли газ ҷамъбаст мекунад. Дар марҳилаи тазриқ фишор ва ҳарорати газ баланд мешаванд. Дар марҳилаи истеҳсол фишор паст мешавад, газ васеъ мегардад ва ҳарорати дохили ғор коҳиш меёбад. Ин давра дар наздикии девори ғор танишҳои гармии такрорӣ ва тағйироти боргузории механикиро ба вуҷуд меорад.

Дар схема махсусан се хатар таъкид шудааст:

  • Камшавии ҳаҷм: Аз сабаби рафтори хазишии ҷинси намакӣ, ҳаҷми ғор метавонад бо мурури замон кам шавад.
  • Осеби кашишӣ ва буришӣ: Зарбаи гармӣ ва тақсимоти дубораи таниш метавонад тарқишҳои маҳаллии кашишӣ ё осеби буришӣ ба вуҷуд оварад.
  • Аз даст рафтани герметикӣ: Агар микроякҳо бо ҳам пайваста ба шабакаи макроскопии тарқишҳо табдил ёбанд, хатари муҳоҷирати гидроген ва ихроҷи газ афзоиш меёбад.

Дар ин нуқта таҳқиқот паёми муҳиме дорад: Бехатарии ғори намакӣ танҳо бо он чен карда намешавад, ки ғор фурӯ мерезад ё не. Ҳатто агар ғор аз ҷиҳати геометрӣ устувор намояд, агар шабакаи микроякҳо дар ҷинси атроф герметикиро вайрон кунад, бехатарии нигоҳдорӣ таҳдид мешавад. Андозаи хурди молекулаи гидроген ва талаботи баланди герметикӣ ин хатарро ҳассостар мегардонанд.

Модели классикии Burgers чист?

Вақте ҷинси намакӣ муддати дароз зери бор мемонад, ба ҷойи он ки фавран бишканад, бо мурури замон шакл иваз мекунад. Ин рафторро хазиш меноманд. Дар ғорҳои зеризаминии намакӣ хазиш хеле муҳим аст, зеро ҷинси намакӣ дар атрофи ғор дар тӯли солҳо оҳиста ҳаракат мекунад, ҳаҷми ғорро кам ва майдони танишро аз нав тақсим мекунад.

Модели классикии Burgers модели вискоэластикӣ барои шарҳи рафтори хазиш мебошад. Модел аз пайвасти пайдарпайи як унсури Maxwell ва як унсури Kelvin сохта шудааст. Унсури Maxwell ҷавоби чандирии фаврӣ ва ҷараёни вискозии дарозмуддатро ифода мекунад. Унсури Kelvin бошад, деформатсияи чандирии таъхирёфтаро шарҳ медиҳад.

Муносибати классикии хазиши Burgers зери таниши доимӣ чунин навишта мешавад:

\[ \varepsilon(t)= \frac{\sigma}{E_1} + \frac{\sigma}{\eta_1}t + \frac{\sigma}{E_2} \left( 1-e^{-\frac{E_2}{\eta_2}t} \right) \]

Дар ин формула \(\varepsilon(t)\) деформатсияи хазишии вобаста ба вақтро нишон медиҳад. \(\sigma\) таниши татбиқшуда аст. \(E_1\) модули чандирии фаврии ҷисми Maxwell мебошад ва деформатсияи чандирии барқароршавандаро дар лаҳзаи боргузорӣ муайян мекунад. \(\eta_1\) коэффисиенти часпакии Maxwell аст ва ҷараёни вискозии доимии дарозмуддатро назорат мекунад. \(E_2\) модули чандирии таъхирёфтаи ҷисми Kelvin мебошад. \(\eta_2\) коэффисиенти часпакии ҷисми Kelvin аст ва суръати деформатсияи таъхирёфтаро муайян мекунад.

Терми якуми формула деформатсияи фаврии чандирӣ, терми дуюм деформатсияи доимии вискозии бо вақт ҷамъшаванда ва терми сеюм деформатсияи чандирии таъхирёфтаро ифода мекунад, ки бо мурури замон суст мешавад. Аз ин рӯ, модели Burgers барои тавсифи деформатсияи ибтидоӣ, хазиши сустшаванда ва хазиши устувори ҷинси намакӣ муфид аст.

Чаро модели классикии Burgers кофӣ ҳисобида нашудааст?

Модели классикии Burgers як маҳдудияти муҳим дорад: Параметрҳои модел аксаран доимӣ қабул мешаванд. Ҳол он ки дар нигоҳдории зеризаминии гидроген ҳарорат, фишор ва ҳолати таниши атрофи ғор пайваста тағйир меёбад. Ҳангоми тазриқ ҳарорат ва фишор баланд мешаванд; ҳангоми истеҳсол паст мегарданд. Ин тағйирот ба модули чандирӣ, часпакӣ ва рушди осеби ҷинси намакӣ таъсир мерасонанд.

Ба ибораи дигар, ҷинс дар ҳар давра ҳамчун ҳамон як мавод рафтор намекунад. Бо боло рафтани ҳарорат модули чандирӣ метавонад суст шавад. Бо афзоиши таниш ҷараёни вискозӣ тезтар мешавад. Бо ҷамъшавии микроякҳо майдони самараноки борбардор кам мегардад ва ҳамон таниши беруна таъсири баландтари таниши дохилиро ба вуҷуд меорад. Аз ин рӯ, модели классикӣ метавонад хастагии термо-механикиро дар истифодаи сербасомади нигоҳдории гидроген пурра инъикос карда натавонад.

Ин таҳқиқот маҳз барои бартараф кардани ҳамин маҳдудият модели Burgers-ро бо ҳарорат, таниш ва эволютсияи осеб тавсеа медиҳад.

Ҳарорат ба модули чандирӣ чӣ гуна таъсир мекунад?

Дар таҳқиқот қабул шудааст, ки модули чандирии ҷинси намакӣ бо ҳарорат на хаттӣ, балки ба таври экспоненсиалӣ коҳиш меёбад. Ин рафтор бо формулаи MathJax-и зерин ифода шудааст:

\[ E_i(T)=E_{i0}\exp(-\beta_E \Delta T) \]

\[ \Delta T=T-T_0 \]

Дар ин ҷо \(E_i(T)\) модули чандириро дар ҳарорати \(T\) нишон медиҳад. \(E_{i0}\) модули чандирӣ дар ҳарорати истинод аст. \(T_0\) ҳарорати истинод мебошад. \(\Delta T\) фарқи байни ҳарорати ҷорӣ ва ҳарорати истинод аст. \(\beta_E\) коэффисиенти сустшавӣ мебошад, ки ҳассосияти модули чандириро ба ҳарорат нишон медиҳад.

Маънои ин формула чунин аст: Бо зиёд шудани ҳарорат муқовимати чандирии ҷинси намакӣ кам мешавад. Яъне ҷинс дар зери ҳамон таниш бештар майл ба деформатсия пайдо мекунад. Ҳангоми тазриқи газ, вақте девори ғор гарм мешавад, ин сустшавии ҳароратӣ метавонад деформатсияи хазишро тезонад.

Чаро часпакӣ бо қонуни Arrhenius тағйир дода мешавад?

Часпакӣ муқовимати мавод ба ҷараён ё хазиши дарозмуддат аст. Бо боло рафтани ҳарорат ҷинси намакӣ метавонад осонтар хазад. Ин рафтор, мисли бисёр равандҳои бо ҳарорат фаъолшаванда, бо муносибати навъи Arrhenius шарҳ дода мешавад.

Дар таҳқиқот коэффисиенти часпакӣ бо таъсири ҳарорат ва таниш чунин ислоҳ шудааст:

\[ \eta_j(T,\sigma)= \frac{ \eta_{j0} \exp\left(\frac{Q_j}{R(T+273)}\right) }{ 1+\alpha_\sigma \sigma } \]

Дар ин ҷо \(\eta_j(T,\sigma)\) коэффисиенти ислоҳшудаи часпакӣ зери ҳарорат ва таниш аст. \(\eta_{j0}\) коэффисиенти часпакӣ дар ҳолати истинод мебошад. \(Q_j\) энергияи фаъолшавии ҷараёни вискозӣ аст. \(R\) доимии идеалии газ мебошад. \(T+273\) ҳарорати ба шкалаи Kelvin табдилшуда аст. \(\alpha_\sigma\) коэффисиенти тақвияти таниш ё ҳассосияти таниш аст. \(\sigma\) сатҳи таниши татбиқшударо ифода мекунад.

Формула ҳамзамон ду таъсири асосиро дар бар мегирад. Бо баланд шудани ҳарорат ҷараёни вискозӣ тез мешавад. Бо зиёд шудани таниш терми \(1+\alpha_\sigma\sigma\) дар махраҷ калон шуда, часпакии самаранок кам мешавад. Ҳангоми кам шудани часпакӣ ҷинс осонтар хазиш мекунад. Ҳамин тавр, формула паёми «ҳарорати баландтар ва таниши баландтар деформатсияи хазишро тезтар мекунанд»-ро ба таври математикӣ ифода менамояд.

Тағйирёбандаи осеб D чӣ маъно дорад?

Яке аз муҳимтарин ҷанбаҳои таҳқиқот тағйирёбандаи пайвастаи осеб мебошад, ки ҷамъшавии микроякҳоро ифода мекунад. Ин тағйирёбанда бо \(D\) нишон дода мешавад ва умуман дар фосилаи \(0 \leq D \leq 1\) баррасӣ мегардад. \(D=0\) маънои беосеб ё солим будани маводро дорад; бо зиёд шудани \(D\) микроякҳо меафзоянд; вақте \(D\) ба арзишҳои хеле баланд мерасад, мавод қобилияти борбардорӣ ва герметикии худро аз даст медиҳад.

Тибқи механикаи осеби пайваста, бо афзоиши микроякҳо майдони самараноки борбардории мавод кам мешавад. Дар ин ҳолат ҳамон таниши беруна дар дохили маводи осебдида ҳамчун таниши самараноки баландтар амал мекунад:

\[ \tilde{\sigma}=\frac{\sigma}{1-D} \]

Дар ин ҷо \(\tilde{\sigma}\) таниши самараноке мебошад, ки аз ҳисоби осеб афзоиш ёфтааст. \(\sigma\) таниши макроскопии аз берун татбиқшуда мебошад. \(D\) тағйирёбандаи осеб аст. Бо афзоиши \(D\), \(1-D\) хурд мешавад ва таниши самаранок меафзояд. Ин сохтори худтезонандаи осебро шарҳ медиҳад: Ҳар қадар осеб зиёд шавад, мавод бештар зери фишор қарор мегирад; ҳар қадар бештар зери фишор бошад, осеб тезтар меафзояд.

Эволютсияи осеб чӣ гуна моделсозӣ мешавад?

Дар таҳқиқот барои афзоиши осеб бо мурури замон муодилае истифода шудааст, ки ҳарорат, басомади боргузорӣ, таниши эквивалентӣ ва таъсири худтезонандаро дар бар мегирад:

\[ \frac{dD}{dt} = C f \left[ \frac{\sigma_{eq}/\sigma_c}{1-D} \right]^m \exp\left[ -\frac{Q_D}{R(T+273)} \right] \]

Дар ин формула \(\frac{dD}{dt}\) суръати афзоиши осебро бо вақт нишон медиҳад. \(C\) коэффисиенти осеб аст, ки бо таҷриба калибр карда мешавад. \(f\) басомади боргузории алтернативӣ, яъне басомади давраҳои тазриқ-истеҳсол мебошад. \(\sigma_{eq}\) арзиши таниши эквивалентӣ аст, ки ҳолати сеандозаи танишро ба як бузургии таниш табдил медиҳад. \(\sigma_c\) муқовимати хос аст. \(m\) дараҷаи ғайрихаттӣ мебошад, ки ҳассосияти эволютсияи осебро муайян мекунад. \(Q_D\) энергияи фаъолшавии осеб аст. \(R\) доимии идеалии газ мебошад. \(T\) ҳарорат аст.

Ин муодила меҳвари асосии таҳқиқот аст, зеро ҳамзамон се ғояи муҳимро дар бар мегирад:

  • Бо зиёд шудани басомади истифода \(f\), осеб тезтар ҷамъ мешавад.
  • Бо зиёд шудани таниши эквивалентӣ \(\sigma_{eq}\), рушди микроякҳо суръат мегирад.
  • Бо зиёд шудани осеб \(D\), \(1-D\) хурд мешавад ва осеби минбаъда боз ҳам тезтар мегардад.

Аз ин рӯ, хавф дар нигоҳдории гидрогени сербасомад хаттӣ нест. 3 давра дар як сол метавонад на танҳо се маротиба таъсири 1 давра дар як солро ба вуҷуд оварад; зеро осеб худтезонанда аст, натиҷаи дарозмуддат метавонад хеле вазнинтар бошад.

Ҳолати сеандозаи таниш чӣ гуна ба ҳисоб гирифта мешавад?

Ҷинси намакӣ дар зеризамин зери таниши оддии якмеҳварӣ қарор надорад. Ба он ҳамзамон бори қабатҳои болоӣ, танишҳои уфуқии геологӣ, фишори газ дар дохили ғор, танишҳои аз ҳарорат ба вуҷудомада ва таъсири қабатҳо таъсир мекунанд. Аз ин рӯ, модел ба ҷойи таниши якмеҳварӣ таниши эквивалентиро истифода мебарад, ки ба равиши Mohr-Coulomb асос ёфтааст:

\[ \sigma_{eq} = \frac{1}{3}I_1\sin\varphi + \sqrt{J_2} \left( \cos\theta - \frac{\sin\theta\sin\varphi}{\sqrt{3}} \right) - c\cos\varphi \]

Дар ин ҷо \(\sigma_{eq}\) таниши эквивалентӣ мебошад, ки барои арзёбии осеб ва ҷараён истифода мешавад. \(I_1\) инварианти якуми тензори таниш аст ва ба ҳолати миёна/нормалии таниш вобаста мебошад. \(J_2\) инварианти таниши девиаторӣ аст ва таъсири тағйири шакл/буришро ифода мекунад. \(\theta\) кунҷи Lode мебошад ва хусусияти роҳи сеандозаи танишро нишон медиҳад. \(\varphi\) кунҷи соиши дохилӣ мебошад. \(c\) когезия аст.

Маънои амалии ин формула чунин аст: Ҷинси атрофи ғор на танҳо аз рӯи фишор, балки аз рӯи маҷмӯи сеандозаи танишҳо арзёбӣ мешавад. Ин равиши воқеӣтар аст, зеро дар ғорҳои намакӣ осеб аксаран на аз як самти бор, балки аз таъсири муштараки фишор, буриш, кашиш ва танишҳои гармӣ ба вуҷуд меояд.

Дастгоҳи таҷрибавӣ чӣ гуна сохта шудааст?

Барои он ки модел танҳо назариявӣ боқӣ намонад, таҷрибаҳои моделсозии физикӣ дар миқёси лабораторӣ гузаронида шудаанд. Дар таҷрибаҳо намунаи ҷинси намакии табиӣ аз Pakistan истифода шудааст. Диаметри намуна 200 mm ва баландии он 400 mm дода шудааст. Дар дохили намуна ғори намакӣ дар миқёси хурд сохта шудааст. Диаметри максималии ғори сохташуда 62,58 mm, баландии он 75,12 mm ва ҳаҷмаш 158,64 mL нишон дода шудааст.

Ин дастгоҳи таҷрибавӣ барои тақлид кардани кори ғори воқеии нигоҳдорӣ дар миқёси лабораторӣ тарҳрезӣ шудааст. Ба намуна аз берун фишори меҳварӣ ва гирдогирдӣ дода мешавад. Ба дохили ғор гази баландфишор тазриқ карда мешавад. Фишори газ ба таври даврӣ зиёд ва кам карда мешавад. Ҳамин тавр, давраҳои тазриқ-истеҳсол, ки дар ғори воқеии нигоҳдорӣ ба вуҷуд меоянд, дар миқёси хурд симулятсия мешаванд.

Дар тӯли таҷриба деформатсияи меҳварӣ, деформатсияи радиалӣ ва ихроҷи газ чен карда шудааст. Илова бар ин, барои пайгирии рушди микроякҳо низоми эмиссияи акустикӣ истифода шудааст. Эмиссияи акустикӣ мавҷҳои чандириро муайян мекунад, ки ҳангоми пайдоиши тарқиш ё лағжиши микро дар дохили ҷинс озод мешаванд. Аз ин рӯ, он воситаи пурқувват барои фаҳмидани он аст, ки осеб дар миқёси лабораторӣ кай ва бо кадом суръат рушд мекунад.

Шароити таҷриба чӣ гуна буд?

Дар таҳқиқот се шароити асосии таҷрибавӣ сохта шудааст:

Гурӯҳи таҷрибаФишори гирдогирдӣФишори меҳварӣФишори максималии газҲароратМаъно
T123 MPa23 MPa17 MPa50 °CШароити асосӣ
T228,8 MPa28,8 MPa17 MPa50 °CТаъсири таниши баланди девиаторӣ
T323 MPa23 MPa17 MPa65 °CТаъсири ҳарорати баланд

Ҳар таҷриба аз 5 давра иборат буд. Ҳар давра 12 соат давом кард ва марҳилаҳои фишори паст, фишори баланд ва танзими фишорро дар бар гирифт. Ҳамчун газ helium истифода шуд. Фишори максималии газ 17 MPa ва фишори минималӣ 7 MPa буд. Пас аз таҷрибаҳо, барои он ки осеби қаблӣ ба таҷрибаҳои минбаъда таъсир нарасонад, ба ғор намакоби сершуда тазриқ карда шуд ва барои истифода аз таъсири худбарқароршавии ҷинси намакӣ он 3 рӯз зери фишори 7 MPa нигоҳ дошта шуд.

Натиҷаҳои таҷриба кадом ҷанбаҳои моделро дастгирӣ мекунанд?

Натиҷаҳои таҷриба аз се ҷиҳати асосӣ арзёбӣ шудаанд: деформатсияи макроскопии хазиш, рушди осеб тавассути эмиссияи акустикӣ ва иҷрои герметикии газ.

Аввал, деформатсияи радиалии хазиш фарқи назаррас нишон дод. Дар шароити асосӣ пас аз 5 давра деформатсияи радиалӣ ба %0,0159 расид. Дар шароити ҳарорати баланд ин арзиш %0,0245 буд. Дар шароити таниши баланди девиаторӣ бошад, он ба %0,0388 расид.

Ин натиҷа нишон медиҳад: Баланд шудани ҳарорат хазиши ҷинси намакӣро тез мекунад, аммо таниши баланди девиаторӣ ба афзоиши деформатсия таъсири боз ҳам қавитар дорад. Ин натиҷа мавҷудияти ҳам терми сустшавии ҳароратӣ ва ҳам терми пешбарандаи таниши эквивалентиро дар модел дастгирӣ мекунад.

Дуюм, тағйирёбандаи кумулятивии осеб, ки аз эмиссияҳои акустикӣ ба даст омадааст, рушди хаттӣ не, балки шакли S нишон дод. Дар аввал афзоиши босуръат, баъд рушди устувортар ва сипас эволютсияи босуръати осеб мушоҳида шуд. Хусусан дар шароити таниши баланди девиаторӣ дар давраи 5-ум тағйирёбандаи осеб ба сатҳи D = 0,076 расид ва тамоюли паҳншавии ноустуворро нишон дод. Ин рафтор бо механизми худтезонанда, ки дар муодилаи осеб тавассути махраҷи \(1-D\) ифода шудааст, мувофиқ мебошад.

Сеюм, ихроҷи газ бо тағйирёбандаи осеб параллел инкишоф ёфт. Дар шароити асосӣ ва ҳарорати баланд афзоиши ихроҷ маҳдудтар ва мунтазамтар буд. Дар шароити таниши баланди девиаторӣ бошад, пас аз ҷамъшавии суст дар давраҳои аввал, дар давраи 5-ум сатҳи ихроҷ якбора афзуда, ба %0,105 расид. Ин тамоюли пайвастшавии микроякҳо ва вайрон шудани монеаи герметикиро нишон медиҳад.

Ҳангоми арзёбии якҷояи ин се далел дида мешавад, ки модел метавонад на танҳо деформатсия, балки ҷамъшавии осеб ва аз даст рафтани герметикиро низ ифода кунад. Дар натиҷаи калибркунӣ, расидани коэффисиенти умумии мувофиқати модел ба сатҳи \(R^2 > 0,92\) нишон медиҳад, ки он бо маълумоти таҷрибавӣ мувофиқати қавӣ дорад.

Параметрҳои калибршудаи модел чӣ маъно доранд?

Дар таҳқиқот параметрҳои асосии модели Burgers бо осеби термо-механикӣ бо маълумоти таҷрибавӣ калибр карда шудаанд. Баъзе арзишҳои муҳим чунинанд:

ПараметрМаънои физикӣАрзиш
\(E_1\)Модули чандирии фаврии ҷисми Maxwell2,45 GPa
\(E_2\)Модули чандирии таъхирёфтаи ҷисми Kelvin3,12 GPa
\(\eta_2\)Коэффисиенти часпакии Kelvin1,85 GPa·h
\(\eta_{10}\)Коэффисиенти истинодии часпакии устувор15,6 GPa·h
\(\beta_E\)Коэффисиенти сустшавии ҳароратии модули чандирӣ0,0035 1/°C
\(Q_j\)Энергияи фаъолшавии ҷараёни вискозӣ45,2 kJ/mol
\(\alpha_\sigma\)Коэффисиенти ислоҳи тақвияти таниш0,12 MPa⁻¹
\(C\)Коэффисиенти хоси эволютсияи осеб2,8 × 10⁻⁴
\(m\)Дараҷаи ғайрихаттии эволютсияи осеб3,5

Ин параметрҳо нишон медиҳанд, ки модел танҳо муодилаи назариявӣ нест, балки бо маълумоти таҷрибавӣ ба шакле оварда шудааст, ки метавонад ба таври ададӣ кор кунад. Хусусан арзиши \(m=3,5\) нишон медиҳад, ки эволютсияи осеб хаттӣ нест ва ба ҳолати танишу осеб хеле ҳассос мебошад.

Низоми панҷченакаи арзёбии устуворӣ чист?

Яке аз саҳмҳои муҳими таҳқиқот ин аст, ки бехатарии ғори намакӣ ба як меъёр маҳдуд карда намешавад. Танҳо бо ҷойивазкунӣ, танҳо бо таниш ё танҳо бо осеб муайян кардани бехатарии ғор метавонад нокифоя бошад. Аз ин рӯ, таҳқиқот низоми арзёбии панҷченака сохтааст:

  • Ҷойивазкунии умумӣ,
  • Индекси хатари кашиш,
  • Омили захираи қувваи динамикӣ,
  • Деформатсияи эквивалентии вископластикӣ,
  • Омили кумулятивии осеб.

Ин сохтор тағйири геометрияи макроскопӣ, хатари тарқиши кашишӣ, қувваи буриш, ҷараёни хазиш ва ҷамъшавии микроякҳоро ҳамзамон арзёбӣ мекунад. Ҳамин тавр, ғор на танҳо бо саволи «фурӯ рафт ё не?», балки бо саволи «герметикӣ ва тамомияти сохтории дарозмуддати он нигоҳ дошта мешавад ё не?» таҳқиқ мегардад.

Ҷойивазкунии умумӣ чӣ гуна ҳисоб карда мешавад?

Ҷойивазкунии умумӣ бузургии якҷояи ҳаракати нуқтаи ҷинс дар се самти фазоӣ мебошад:

\[ U_{\mathrm{total}}=\sqrt{u^2+v^2+w^2} \]

Дар ин ҷо \(u\), \(v\) ва \(w\) мувофиқан ҷузъҳои ҷойивазкунӣ дар самтҳои \(X\), \(Y\) ва \(Z\) мебошанд. \(U_{\mathrm{total}}\) таъсири умумии геометрии ин се ҷузъро медиҳад.

Аз ҷиҳати бехатарии макроскопӣ пешниҳод мешавад, ки ҷойивазкунӣ аз %10 диаметри максималии ғор ва камшавии ҳаҷм аз %30 ҳаҷми ибтидоӣ зиёд нашавад. Аммо таҳқиқот на танҳо ба арзиши мутлақ, балки ба суръати тағйир дар вақт низ аҳамият медиҳад. Агар суръати ҷойивазкунӣ пайваста афзоиш ёбад, ҷинс метавонад ба марҳилаи хазиши тезонанда гузашта бошад ва ин наздикшавии ноустувориро нишон медиҳад.

Индекси хатари кашиш чиро чен мекунад?

Ҷинси намакӣ ба фишор нисбатан тобовар, аммо ба кашиш заиф аст. Муқовимати кашишӣ одатан дар сатҳи пасти 1-2 MPa мебошад. Ҳангоми истеҳсоли сербасомад, вақте фишор ва ҳарорати газ паст мешаванд, дар девори ғор танишҳои маҳаллии кашишӣ ба вуҷуд омада метавонанд. Аз ин рӯ, осеби кашишӣ барои герметикӣ хатари калидӣ мебошад.

Индекси хатари кашиш чунин муайян карда мешавад:

\[ Risk_{\mathrm{Tensile}}=\sigma_1-\sigma_t(T) \]

Дар ин ҷо \(Risk_{\mathrm{Tensile}}\) хатари тарқиши кашиширо нишон медиҳад. \(\sigma_1\) таниши асосии якум аст ва кашиш мусбат қабул карда мешавад. \(\sigma_t(T)\) муқовимати кашишӣ бо дарназардошти таъсири ҳарорат мебошад.

Агар \(Risk_{\mathrm{Tensile}}<0\) бошад, ҷинс бехатар ҳисобида мешавад, зеро таниши мавҷудаи кашиш аз муқовимати кашишӣ паст аст ё ҷинс зери фишор қарор дорад. Агар \(Risk_{\mathrm{Tensile}}>0\) бошад, хатари маҳаллии тарқиши кашишӣ вуҷуд дорад. Дар ғорҳои намакӣ ин хатар танҳо маънои шикасти механикиро надорад; агар тарқишҳо ба ҳам пайваст шаванд, метавонанд барои ихроҷи газ ва муҳоҷирати гидроген роҳ эҷод кунанд.

Омили захираи қувваи динамикӣ чиро нишон медиҳад?

Ҷинси намакӣ дар чуқурии зеризамин зери фишори семеҳварӣ қарор дорад. Аз ин рӯ, муқовимати буришӣ ба фишори атроф ва рафтори соиши дохилӣ вобаста аст. Дар таҳқиқот омили захираи қувваи динамикӣ барои чен кардани он истифода шудааст, ки массаи ҷинс дар ҳолати мавҷудаи таниш чӣ қадар захираи бехатарӣ нисбат ба осеби буришӣ дорад:

\[ SF= \frac{ \sigma_c(T)+ \sigma_3 \tan^2 \left( 45^\circ+\frac{\varphi(T)}{2} \right) }{ \sigma_1 } \]

Дар ин ҷо \(SF\) омили захираи қувваи динамикӣ мебошад. \(\sigma_1\) ва \(\sigma_3\) танишҳои асосии максималӣ ва минималӣ мебошанд. \(\sigma_c(T)\) муқовимати якмеҳварии фишорӣ зери таъсири ҳарорат аст. \(\varphi(T)\) кунҷи соиши дохилӣ вобаста ба ҳарорат мебошад.

Фосилаҳои арзёбӣ чунинанд:

  • \(SF>1,5\): минтақаи бехатари дарозмуддат,
  • \(1,0 \leq SF \leq 1,5\): минтақаи муҳими бехатарӣ,
  • \(SF<1,0\): хатари ҷараёни пластикӣ ё осеби буришӣ.

Ин индекс нишон медиҳад, ки ҷинси атрофи ғор то чӣ андоза ба осеби буришӣ наздик шудааст. Хусусан дар сенарияҳои 2 ва 3 давра дар як сол густариши минтақаҳои критикӣ барои истифодаи дарозмуддат ҳушдори муҳим мебошад.

Деформатсияи эквивалентии вископластикӣ чӣ гуна муайян мешавад?

Ҷинси намакӣ дар майдони мураккаби сеандозаи таниш хазиш мекунад. Аз ин рӯ, пайгирии танҳо деформатсия дар як самт кофӣ нест. Дар таҳқиқот деформатсияи эквивалентии навъи Von Mises истифода шудааст:

\[ \varepsilon_{vp} = \sqrt{ \frac{2}{3} e^{vp}_{ij}e^{vp}_{ij} } \]

Дар ин ҷо \(\varepsilon_{vp}\) деформатсияи эквивалентии вископластикӣ мебошад. \(e^{vp}_{ij}\) тензори деформатсияи девиатории вископластикӣ аст, ки пас аз тарҳ кардани деформатсияи миёнаи ҳаҷмӣ боқӣ мемонад:

\[ e^{vp}_{ij} = \varepsilon^{vp}_{ij} - \varepsilon^{vp}_m\delta_{ij} \]

\[ \varepsilon^{vp}_m= \frac{1}{3}\varepsilon^{vp}_{kk} \]

Дар ин ҷо \(\delta_{ij}\) дельтаи Kronecker мебошад. Ин формула деформатсияи сеандозаро ба як арзиши скалярӣ табдил медиҳад. Ҳамин тавр, онро бо таҷрибаҳои лабораторӣ ва ҳадҳои муҳандисӣ осонтар муқоиса кардан мумкин аст.

Дар таҳқиқот фосилаҳои бехатарӣ чунин арзёбӣ шудаанд:

  • \(\varepsilon_{vp}<3\%\): минтақаи бехатар ё деформатсияи барвақти устувор,
  • \(3\% \leq \varepsilon_{vp} \leq 10\%\): минтақаи хазиши намоён, ки диққат талаб мекунад,
  • \(\varepsilon_{vp}>10\%\): хатари хазиши тезонанда ё осеби реологӣ.

Чаро омили кумулятивии осеб яке аз муҳимтарин нишондиҳандаҳост?

Омили кумулятивии осеб \(D\) рушди микроякҳо ва хатари вайрон шудани герметикии ҷинсро ифода мекунад. Дар таҳқиқот барои осеб ҳадҳои зерин истифода шудаанд:

  • \(D<0,1\): ҷинс асосан солим ҳисобида мешавад.
  • \(0,1 \leq D \leq 0,5\): минтақаи оғоз ва рушди осеб мебошад.
  • \(D>0,5\): аз нуқтаи назари муҳандисӣ хатари аз даст рафтани герметикӣ ва шабакаи макротарқишҳо ҷиддӣ мешавад.

Аз ҷиҳати математикӣ \(D\) метавонад то 1 боло равад, аммо дар амалияи муҳандисӣ \(D>0,5\) ҳадди хеле муҳимро ифода мекунад. Зеро дар ин сатҳ эҳтимоли пайваст шудани микроякҳо ва табдил ба шабакаи макроскопии тарқишҳо баланд аст. Барои нигоҳдории гидроген ин на танҳо осеби ҷинс, балки бевосита масъалаи муҳоҷирати газ ва бехатарии герметикӣ мебошад.

Модели ададӣ ба кадом ғори воқеӣ татбиқ шудааст?

Дар таҳқиқот таҳлилҳои ададии 30-сола бо истифода аз маълумоти ғори намакии JK8-6 дар минтақаи Jintan-и China анҷом дода шудаанд. Модел як модели сеандозаи дақиқшудаи геомеханикӣ мебошад, ки ба маълумоти ченкунии сонарии ғор ва хусусиятҳои маҳаллии стратиграфӣ такя мекунад.

Минтақаи ҳисоббарорӣ ҳамчун блоки 1500 m × 1500 m × 1000 m сохта шудааст. Қабати намак тақрибан дар чуқурии 995-1195 m ҷойгир буда, ғафсии он 200 m аст. Дар боло ва поёни қабати намак қабатҳои зичи лойсанг ҷойгиранд. Баландии ғори баррасишуда тақрибан 89,7 m ва диаметри максималии он тақрибан 69,2 m нишон дода шудааст.

Интихоби андозаи модел беш аз 10 маротиба калонтар аз андозаи ғор барои пешгирӣ кардани вайроншавии натиҷаҳо аз таъсири сарҳад мебошад. Илова бар ин, барои пешгирӣ кардани ягонагии ададӣ, ки метавонад аз номунтазамии аз ҳад зиёди геометрияи воқеии ғор ба вуҷуд ояд, сарҳадҳои ғор ҳамвор карда шудаанд. Ин равиш байни маълумоти воқеии муҳандисӣ ва модели ададии ҳисобшаванда мувозинат эҷод мекунад.

Се сенарияи истифода чӣ гуна муайян шудаанд?

Дар симулятсияҳои 30-сола се басомади гуногуни тазриқ-истеҳсол баррасӣ шудааст:

СенарияБасомади тазриқ-истеҳсолМуддати умумӣҲадафи арзёбӣ
Сенарияи 11 давра/сол30 солБехатарии мувозинати анъанавии мавсимии қулла
Сенарияи 22 давра/сол30 солТаъсири хастагии ҷамъшаванда дар истифодаи сербасомади сатҳи миёна
Сенарияи 33 давра/сол30 солҲадди аз даст рафтани герметикӣ дар истифодаи аз ҳад сербасомад

Ин сенарияҳо мустақиман месанҷанд, ки нигоҳдории гидроген дар ғори намакӣ бо ҳамгироии низомҳои энергияи барқароршаванда чӣ гуна тағйир меёбад. Барои нигоҳдории анъанавии гази табиӣ як давра дар як сол метавонад кофӣ бошад, аммо барои истифодаи гидроген бо мақсади мувозинати шабака кори зуд-зуд зарур шуда метавонад. Таҳқиқот кӯшиш мекунад арзиши геомеханикии ин басомади истифодаи баландро миқдорӣ кунад.

Майдони ҳарорати дохили ғор чӣ гуна тағйир меёбад?

Таҳлилҳои гармӣ нишон медиҳанд, ки ҳангоми тазриқ ва истеҳсол дар дохили ғор тағйироти шадиди ҳароратӣ ба вуҷуд меояд. Ҳангоми тазриқи газ, бинобар фишурдашавӣ ҳарорати дохили ғор боло меравад ва дар минтақаи марказӣ метавонад тақрибан ба 68 °C расад. Ҳангоми истеҳсоли газ бошад, аз сабаби тавсеа ва таъсири Joule-Thomson ҳарорат зуд паст шуда, дар минтақаи марказӣ метавонад аз 45 °C поён равад.

Ин тағйироти ҳарорат танҳо дар дохили газ намемонад. Бо ҷинси намакӣ дар девори ғор мубодилаи гармӣ ба вуҷуд меояд. Аммо аз сабаби гузаронандагии пасти гармии ҷинси намакӣ, ин тағйироти гармӣ ба минтақаҳои дур паҳн намешавад ва дар минтақаи тунуки аз ҷиҳати гармӣ таъсирдида дар наздикии девори ғор мутамарказ мешавад. Дар ин минтақаи танг давраи такрории гарм-сард дар ҷинси атроф танишҳои шадиди алтернативии гармӣ ба вуҷуд меорад.

Ин механизм дар тафсири осеби таҳқиқот нақши марказӣ дорад. Яъне яке аз ангезандаҳои асосии осеби дарозмуддат на танҳо давраи фишор, балки зарбаи такрории ҳароратӣ мебошад, ки бо давраи фишор ҳамроҳ мешавад.

Оё ғор пас аз 1 давра дар як сол бехатар аст?

Дар сенарияи анъанавии мавсимии 1 давра дар як сол, ғори намакии JK8-6 пас аз 30 сол дар маҷмӯъ бехатар менамояд. Деформатсия рафтори хазиши устувор ва тақрибан хаттиро вобаста ба вақт нишон медиҳад. Пас аз 30 сол ҷойивазкунии максималии уфуқӣ 2,37 m ва нишасти максималии сатҳ 1,85 m ҳисоб шудааст. Сатҳи камшавии ҳаҷм бошад, %4,02 мебошад.

Ин арзишҳо аз ҳадҳои бехатарӣ хеле поёнанд. Бо дарназардошти ҳадди %10 диаметри максималии ғор ва ҳадди %30 барои камшавии ҳаҷм, истифодаи 1 давра дар як сол аз ҷиҳати геометрияи ғор бехатар боқӣ мемонад.

Нишондиҳандаҳои дигар низ ҳамин самтро нишон медиҳанд. Хатари кашиш умуман сифр ё манфӣ аст; яъне ҷинси атроф асосан зери фишор мемонад. Омили захираи қувваи динамикӣ дар аксари минтақаҳо дар сатҳи \(SF>1,5\) қарор дорад. Деформатсияи эквивалентии вископластикӣ дар минтақаҳои дур одатан аз %3 кам аст. Омили кумулятивии осеб бошад, дар аксари минтақаҳо дар сатҳи \(D<0,1\) боқӣ мемонад ва минтақаҳои пайвастаи хатарнок бо \(D>0,5\) ба вуҷуд намеоянд.

Ин натиҷа нишон медиҳад, ки барои ғори баррасишуда истифодаи анъанавии басомади паст аз ҷиҳати герметикӣ ва тамомияти сохтории дарозмуддат бехатар аст.

Дар 2 давра дар як сол чӣ тағйир меёбад?

Ҳангоми иҷрои 2 давраи тазриқ-истеҳсол дар як сол, устувории дарозмуддати ғор ба таври назаррас суст мешавад. Пас аз 30 сол нишасти максималии сатҳ ба 3,36 m ва ҷойивазкунии максималии уфуқӣ ба 2,65 m мерасад. Сатҳи камшавии ҳаҷм бошад, %14,32 мешавад.

Ин камшавии ҳаҷм ҳанӯз аз ҳадди %30 паст аст, аммо нисбат ба арзиши %4,02 дар сенарияи 1 давра дар як сол афзоиши хеле калон нишон медиҳад. Ин нишон медиҳад, ки бо зиёд шудани шумораи давраҳо майдони хазиши атрофи ғор босуръат фишурда шуда, ҳаҷми самараноки нигоҳдорӣ кам мешавад.

Нишондиҳандаҳои бисёрҷанбаи устуворӣ ҳушдорҳои ҷиддитар медиҳанд. Хатари тарқиши кашишӣ махсусан дар минтақаҳои қабатҳои миёнӣ меафзояд. Дар омили захираи қувваи динамикӣ минтақаҳои гузариши критикии \(1,0 \leq SF \leq 1,5\) ғафстар ва пайвастатар мешаванд. Минтақаҳои деформатсияи эквивалентии вископластикӣ ва осеби кумулятивӣ васеъ мегарданд. Дар девори ғор минтақаи рушди микроякҳо зиёд мешавад ва минтақаи эволютсияи осеби \(0,1 \leq D \leq 0,5\) равшантар мегардад.

Тафсири таҳқиқот барои ин сенария эҳтиёткорона ва мутавозин аст: Истифодаи кӯтоҳмуддат метавонад идорашаванда бошад, аммо кор кардан бо ин басомад дар тӯли 30 сол хатари ноустувории маҳаллиро афзоиш медиҳад. Яъне 2 давра дар як сол маънои фалокати фавриро надорад, аммо давраи истифодаи дарозмуддат бояд сахт назорат карда шавад.

Чаро 3 давра дар як сол ба сатҳи критикӣ мерасад?

Сенарияи 3 давра дар як сол ҳадди хатарноки истифодаи сербасомадро нишон медиҳад. Пас аз 30 сол нишасти максималии сатҳ ба 4,54 m ва ҷойивазкунии максималии уфуқӣ ба 3,58 m мерасад. Сатҳи камшавии ҳаҷм %19,39 мешавад.

Дар назари аввал ин камшавии ҳаҷм ҳанӯз аз ҳадди %30 паст менамояд. Аммо таҳқиқот равшан нишон медиҳад, ки танҳо ба камшавии геометрӣ нигоҳ кардан кофӣ нест. Зеро бадшавии воқеан критикӣ дар нишондиҳандаҳои осеб, хатари кашиш, қувваи буриш ва герметикӣ пайдо мешавад.

Дар ин сенария кандашавии кашишӣ дар минтақаҳои қабатҳои миёнӣ хеле шадидтар мегардад. Омили захираи қувваи динамикӣ паст мешавад ва минтақаҳои \(SF<1,0\) васеъ мегарданд. Ин нишон медиҳад, ки массаи ҷинс дар баъзе минтақаҳо ба ҳадди ҷараёни пластикӣ ё осеби буришӣ расидааст. Деформатсияи эквивалентии вископластикӣ дар гардани ғор, кунҷи поёнӣ ва деворҳои паҳлӯӣ аз ҳадди %10 мегузарад; ин хатари осеби маҳаллии реологиро нишон медиҳад.

Натиҷаи муҳимтарин бошад, дар омили кумулятивии осеб аст. Дар минтақаҳои васеи массаи ҷинс ҳадди \(D>0,5\) гузаронида мешавад. Ин маъно дорад, ки микроякҳо метавонанд дар миқёси васеъ ба ҳам пайваста шабакаи макроскопии тарқишҳоро ташкил диҳанд ва иҷрои герметикии ғор ҷиддӣ коҳиш ёбад. Барои нигоҳдории гидроген ин натиҷа хеле муҳим аст, зеро дар ин ҳолат хавф на танҳо деформатсияи сохторӣ, балки ихроҷи газ ва муҳоҷирати гидроген мебошад.

Хулосаи таҳқиқот равшан аст: 3 давра дар як сол метавонад дар ҳолатҳои фавқулода ё кӯтоҳмуддати истисноӣ баррасӣ шавад, аммо набояд ҳамчун режими стандартии истифода дар тӯли 30 сол татбиқ карда шавад. Дар дарозмуддат хатари ноустувории умумӣ, осеб ва аз даст рафтани герметикӣ хеле баланд аст.

Натиҷаҳои се сенария чӣ гуна муқоиса мешаванд?

Басомади истифодаНишасти сатҳ пас аз 30 солҶойивазкунии уфуқӣ пас аз 30 солКамшавии ҳаҷмТафсири умумӣ
1 давра/сол1,85 m2,37 m%4,02Бехатар ва идорашаванда
2 давра/сол3,36 m2,65 m%14,32Хатари ноустувории маҳаллӣ равшантар мешавад
3 давра/сол4,54 m3,58 m%19,39Барои истифодаи стандартии дарозмуддат хатари ҷиддии осеб ва герметикӣ

Ин ҷадвал таъсири ғайрихаттии басомади истифодаеро нишон медиҳад. Камшавии ҳаҷм ҳангоми гузаштан аз 1 давра ба 2 давра хеле зиёд мешавад. Дар 3 давра, ҳатто агар ҳадҳои геометрӣ ҳанӯз пурра гузаронида нашуда бошанд, ҳадҳои критикӣ аз ҷиҳати осеб ва герметикӣ мегузаранд. Аз ин рӯ, барои бехатарии ғор танҳо камшавии ҳаҷм ё ҷойивазкунӣ кофӣ нест; омили осеб ва рушди тарқишҳо низ бояд меъёрҳои асосии қарор бошанд.

Ин таҳқиқотро аз нуқтаи назари зиндагии ҳаррӯза чӣ гуна фаҳмидан мумкин аст?

Гарчанде ин таҳқиқот аз ҷиҳати техникӣ ба ғорҳои чуқури намакӣ, моделсозии геомеханикӣ ва нигоҳдории гидроген дахл дорад, онро бо як ташбеҳи оддӣ фаҳмидан мумкин аст. Агар симчӯби металлиро пайваста ба пешу ақиб хам кунед, он дар як бор намешиканад. Аммо пас аз такрори зиёд хаста шуда, мешиканад. Ғори намакӣ низ ба ҳамин монанд метавонад дар як давраи тазриқ ё истеҳсол фавран осеб набинад. Вале тағйироти такрории фишор ва ҳарорат метавонанд дар ҷинси девори ғор оҳиста-оҳиста осеби хастагӣ ҷамъ кунанд.

Ташбеҳи дигар зарбаи гарм-сард аст. Агар ба як пиёлаи шишагӣ оби хеле гарм рехта, фавран пас аз он оби сард диҳед, фарқи ҳарорат дар мавод таниш ба вуҷуд меорад. Девори ғори намакӣ ҳам ҳангоми тазриқи газ гарм ва ҳангоми истеҳсол сард мешавад. Агар ин раванд як бор дар як сол рух диҳад, ҷинс метавонад барқарор шавад ё осеб маҳдуд монад. Аммо бо зиёд шудани басомад, дар ҳамон минтақа пайваста таниши гармӣ ба вуҷуд меояд ва микроякҳо метавонанд афзоиш ёбанд.

Аз ин рӯ, бехатарии нигоҳдории гидроген на танҳо ба он вобаста аст, ки ғор чӣ қадар калон аст ё ба чӣ қадар фишор тоб меорад, балки ба тарзи истифодаи он низ вобаста мебошад. Як ғор метавонад дар истифодаи суст ва камбасомад бехатар, вале дар истифодаи зуд ва сербасомад хатарнок бошад.

Аҳамияти таҳқиқот барои гузариши энергетикӣ чист?

Гузариши энергетикӣ аксаран тавассути панелҳои офтобӣ, турбинаҳои бодӣ, электролизёр ва истеҳсоли гидроген баррасӣ мешавад. Аммо ин таҳқиқот хотиррасон мекунад, ки инфрасохтори нигоҳдории зеризаминӣ низ ҳамон қадар муҳим аст. Иқтисоди гидрогени сабз танҳо аз истеҳсоли гидроген иборат нест. Гидрогени истеҳсолшуда бояд ба таври бехатар, иқтисодӣ ва дарозмуддат нигоҳ дошта шавад.

Ғорҳои намакӣ яке аз умедбахштарин имконот барои нигоҳдории гидроген дар миқёси калон мебошанд. Аммо агар барои мувозинати зудтари тағйироти энергияи барқароршаванда истифодаи ин ғорҳо зиёд карда шавад, ҳадҳои механикаи ҷинс ба омиле табдил меёбанд, ки стратегияи истифодаи низоми энергетикиро муайян мекунад. Яъне вақте оператори шабака «зуд-зуд пур ва холӣ кунед» мегӯяд, ҳадди хастагии ҷинси намакӣ дар зеризамин низ бояд ба ҳисоб гирифта шавад.

Ин таҳқиқот дар ин ҷиҳат пули муҳим месозад: Он робитаи байни чандирии низоми энергетикӣ ва устувории геомеханикиро миқдорӣ мекунад. Натиҷаҳо нишон медиҳанд, ки ғорҳои нигоҳдории гидроген метавонанд энергияи барқароршавандаро дастгирӣ кунанд, аммо истифодаи сербасомадро бе маҳдудият бехатар ҳисоб кардан мумкин нест.

Маънои таҳқиқот аз нуқтаи назари гузашта, имрӯз ва оянда

Аз нуқтаи назари гузашта, ғорҳои намакӣ солҳои зиёд барои нигоҳдории гази табиӣ ва баъзе барномаҳои нигоҳдории энергия истифода шудаанд. Ин истифодаҳо одатан ба мантиқи мувозинати мавсимии қулла такя мекарданд. Дар чунин шароит шумораи давраҳо кам ва тағйироти фишору ҳарорат сусттар ва бо фосилаҳои дарозтар буданд. Аз ин рӯ, моделҳои классикии устуворӣ барои бисёр барномаҳо кофӣ ҳисобида мешуданд.

Аз нуқтаи назари имрӯз, бо зиёд шудани ҳиссаи энергияи барқароршаванда мантиқи кори инфрасохтори нигоҳдорӣ тағйир меёбад. Анборҳои гидрогенро на танҳо барои нигоҳдории мавсимии байни зимистон ва тобистон, балки барои мувозинат кардани тағйироти зудтари қувва низ истифода кардан мехоҳанд. Ин маъно дорад, ки ғори намакӣ ба шумораи бештари давраҳо дучор мешавад. Таҳқиқот нишон медиҳад, ки ин шароити нави истифода фарзияҳои классикии бехатариро зери фишор мегузорад.

Аз нуқтаи назари оянда, барои рушди бехатари иқтисоди гидроген ҳар як ғори намакӣ бояд бо шароити геологии худ, давраҳои ҳарорат-фишор, басомади истифода, ҷамъшавии осеб ва бехатарии герметикӣ якҷоя моделсозӣ карда шавад. Ҳукми собити «ғори намакӣ бехатар аст» ё «ғори намакӣ хатарнок аст» кофӣ нест. Бехатарӣ ба шакл, чуқурӣ, сохтори қабатҳо, фишори истифода, тағйироти ҳарорат ва шумораи давраҳои ғор вобаста мебошад.

Ҷиҳатҳои қавии таҳқиқот кадомҳоянд?

Яке аз ҷиҳатҳои қавитарини таҳқиқот ин аст, ки истифодаи сербасомади нигоҳдории гидрогенро берун аз ҳудуди механикаи классикии ҷинс баррасӣ мекунад. Модел на танҳо деформатсияи чандирӣ, балки хазиш, сустшавии ҳароратӣ, тағйири часпакӣ, тақвияти таниш ва эволютсияи осебро ҳамзамон ба назар мегирад.

Ҷиҳати қавии дуюм он аст, ки модели назариявӣ бо таҷрибаҳои лабораторӣ санҷида мешавад. Моделсозии физикии ғори намакӣ дар миқёси хурд, давраҳои гази баландфишор, мониторинги эмиссияи акустикӣ ва ченкуниҳои ихроҷи газ имкон медиҳанд, ки модел танҳо як пешниҳоди математикӣ боқӣ намонад.

Ҷиҳати қавии сеюм арзёбии панҷченакаи бехатарӣ мебошад. Азбаски ҷойивазкунӣ, хатари кашиш, захираи қувва, деформатсияи вископластикӣ ва омили осеб якҷоя истифода мешаванд, устувории ғор ба таври ҳамаҷониба хонда мешавад. Ин бахусус барои нигоҳдории гидроген муҳим аст, зеро аз даст рафтани герметикӣ метавонад пеш аз фурӯпошии сохторӣ критикӣ гардад.

Ҷиҳати қавии чорум он аст, ки таҳлили ададии 30-сола бо маълумоти ғори воқеии саҳроии JK8-6 Jintan анҷом дода шудааст. Ҳамин тавр, таҳқиқот на танҳо модели идеализатсияшуда, балки муқоисаи сенарияҳои дарозмуддати дорои аҳамияти муҳандисиро пешниҳод мекунад.

Ҷиҳати қавии панҷум он аст, ки натиҷаҳо барои сиёсати истифода паёми равшан медиҳанд. 1 давра дар як сол бехатар, 2 давра дар як сол талабкунандаи назорати эҳтиёткорона ва 3 давра дар як сол барои истифодаи стандартии дарозмуддат ҷиддан хатарнок менамояд. Чунин ҳадҳо барои банақшагирии нигоҳдории гидроген арзиши амалӣ доранд.

Маҳдудиятҳои таҳқиқот кадомҳоянд?

Маҳдудияти аввал ва муҳимтарин он аст, ки таҳқиқот як preprint-и аз баррасии ҳамтоён нагузашта мебошад. Аз ин рӯ, натиҷаҳо бояд ҳамчун натиҷаи арзишманди таҳқиқоти илмӣ баррасӣ шаванд, аммо на ҳамчун натиҷаи ниҳоии нашри ҳамтоёнсанҷишуда.

Маҳдудияти дуюм он аст, ки таҷрибаҳо дар миқёси лабораторӣ гузаронида шудаанд. Диаметри намуна 200 mm ва баландии он 400 mm аст. Ғори воқеии намакӣ бошад, даҳҳо метр андоза дорад ва бо қабатҳои хеле мураккаби геологӣ иҳота шудааст. Натиҷаҳои лабораторӣ барои фаҳмидани механизм қавӣ мебошанд, аммо набояд мустақиман як ба як ба миқёси саҳро интиқол дода шаванд.

Маҳдудияти сеюм истифодаи helium дар таҷрибаҳо мебошад. Рафтори молекулавӣ, тамоюли ихроҷ, таъсирҳои кимиёвӣ ва шароити бехатарии амалиётии гидроген метавонанд аз helium фарқ кунанд. Таҳлили ададӣ ба заминаи нигоҳдории гидроген нигаронида шудааст, аммо санҷишҳои воқеии саҳроӣ бо гидроген низ лозиманд.

Маҳдудияти чорум он аст, ки модел барои геометрияи муайяни ғор ва майдони Jintan JK8-6 татбиқ шудааст. Қабатҳои гуногуни намак, чуқуриҳои гуногун, қабатҳои миёнӣ, шаклҳои гуногуни ғор ва диапазонҳои гуногуни фишор метавонанд натиҷаҳои дигар диҳанд. Аз ин рӯ, барои ҳар як майдон калибркунии маҳаллӣ лозим аст.

Маҳдудияти панҷум он аст, ки таҳлилҳои 30-сола бо басомадҳои муайяни давра маҳдуданд. Дар истифодаи воқеӣ давраҳо метавонанд номунтазам бошанд; дар баъзе давраҳо зуд ва дар дигар давраҳо кам кор карда шавад. Илова бар ин, дастгирии фаврии шабака, шароити бозор ва талаботи гидроген метавонанд профили истифодаеро тағйир диҳанд. Аз ин рӯ, дар оянда сенарияҳои номунтазам ва стохастикии истифода низ бояд омӯхта шаванд.

Ин таҳқиқот чӣ мегӯяд ва чӣ намегӯяд?

Ин таҳқиқот иқрор мекунад, ки нигоҳдории гидроген ва энергия дар ғорҳои намакӣ потенсиали баланд дорад, аммо нишон медиҳад, ки бехатарӣ ба басомади истифода хеле вобаста аст. Дар шароити анъанавии 1 давра дар як сол, ғори баррасишуда дар тӯли 30 сол бехатар ва идорашаванда боқӣ мемонад.

Таҳқиқот мегӯяд, ки дар 2 давра дар як сол хавфҳо ба таври назаррас зиёд мешаванд. Дар ин ҳолат истифодаи кӯтоҳмуддат ҳанӯз метавонад идорашаванда бошад, аммо дар истифодаи дарозмуддати 30-сола хатари ноустувории маҳаллӣ меафзояд. Аз ин рӯ, давраи истифода, мониторинги осеб ва ҳадҳои бехатарӣ бояд бодиққат идора карда шаванд.

Таҳқиқот нишон медиҳад, ки дар 3 давра дар як сол истифодаи сербасомад ҳамчун режими стандартии дарозмуддат бехатар нест. Гузаштани омили осеб аз ҳадди 0,5 нишон медиҳад, ки хатари табдил ёфтани микроякҳо ба шабакаи макротарқишҳо ва аз даст рафтани герметикӣ хеле ҷиддӣ мегардад.

Аммо таҳқиқот намегӯяд, ки ҳамаи ғорҳои намакӣ дар 3 давра дар як сол ҳатман ноком мешаванд. Натиҷаҳо барои модели баррасишуда, параметрҳо, геометрияи майдони JK8-6 ва шароити истифодаи интихобшуда эътибор доранд. Дар ғорҳои дигар натиҷаҳои дигар ба даст омада метавонанд. Бо вуҷуди ин, ҳушдори асосии илмӣ қавӣ аст: Дар ғорҳои нигоҳдории гидроген басомади истифода бояд яке аз параметрҳои асосии тарҳрезии бехатарии сохторӣ бошад.

Усул ва натиҷаҳои таҳқиқот

Ин таҳқиқот як кори моделсозӣ, таҷриба ва симулятсияи ададӣ мебошад, ки осеби термо-механикӣ ва рафтори устувории дарозмуддати нигоҳдории зеризаминии энергия/гидрогенро дар ғорҳои намакӣ зери амалиёти сербасомади тазриқ-истеҳсол меомӯзад.

Усули таҳқиқот аз се марҳилаи асосӣ иборат аст:

  • Таҳияи модели хазиши Burgers бо осеби термо-механикӣ,
  • Моделсозии физикии ғори намакӣ дар миқёси лабораторӣ ва санҷиши эмиссияи акустикӣ,
  • Симулятсияи се басомади истифода барои ғори намакии JK8-6 Jintan дар тӯли 30 сол.

Модели классикии хазиши Burgers чунин ифода мешавад:

\[ \varepsilon(t)= \frac{\sigma}{E_1} + \frac{\sigma}{\eta_1}t + \frac{\sigma}{E_2} \left( 1-e^{-\frac{E_2}{\eta_2}t} \right) \]

Модел таъсири ҳароратро тавассути сустшавии модули чандирӣ дохил мекунад:

\[ E_i(T)=E_{i0}\exp(-\beta_E \Delta T) \]

\[ \Delta T=T-T_0 \]

Коэффисиенти часпакӣ бо таъсири ҳарорат ва таниш чунин ислоҳ мешавад:

\[ \eta_j(T,\sigma)= \frac{ \eta_{j0} \exp\left(\frac{Q_j}{R(T+273)}\right) }{ 1+\alpha_\sigma \sigma } \]

Рушди осеб бо муодилаи зерин ифода шудааст:

\[ \frac{dD}{dt} = C f \left[ \frac{\sigma_{eq}/\sigma_c}{1-D} \right]^m \exp\left[ -\frac{Q_D}{R(T+273)} \right] \]

Дар ин муодила \(D\) тағйирёбандаи осеб, \(f\) басомади давра, \(\sigma_{eq}\) таниши эквивалентӣ, \(\sigma_c\) муқовимати хос, \(C\) ва \(m\) параметрҳои таҷрибавии осеб ва \(Q_D\) энергияи фаъолшавии осебро ифода мекунанд. Муодила нишон медиҳад, ки давраҳои сербасомад, таниши баланд ва ҳарорат осебро тез мекунанд ва бо афзоиши осеб осеби минбаъда худтезонанда мегардад.

Нишондиҳандаҳои асосии истифодашуда дар арзёбии устуворӣ чунинанд:

\[ U_{\mathrm{total}}=\sqrt{u^2+v^2+w^2} \]

\[ Risk_{\mathrm{Tensile}}=\sigma_1-\sigma_t(T) \]

\[ SF= \frac{ \sigma_c(T)+ \sigma_3 \tan^2 \left( 45^\circ+\frac{\varphi(T)}{2} \right) }{ \sigma_1 } \]

\[ \varepsilon_{vp} = \sqrt{ \frac{2}{3} e^{vp}_{ij}e^{vp}_{ij} } \]

\[ e^{vp}_{ij} = \varepsilon^{vp}_{ij} - \varepsilon^{vp}_m\delta_{ij} \]

\[ \varepsilon^{vp}_m= \frac{1}{3}\varepsilon^{vp}_{kk} \]

Дар санҷиши таҷрибавӣ намунаи ҷинси намакии табиӣ истифода шудааст. Диаметри намуна 200 mm ва баландии он 400 mm мебошад. Дар дохили намуна ғори хурди намакӣ бо диаметри максималии 62,58 mm, баландии 75,12 mm ва ҳаҷми 158,64 mL сохта шудааст. Дар таҷрибаҳо фишори газ байни 7-17 MPa давр дода шуда, 5 давра татбиқ гардид.

Се шароити таҷрибавӣ чунинанд:

  • Гурӯҳи асосии T1: фишори меҳварӣ/гирдогирдии 23 MPa, ҳарорати 50 °C.
  • Гурӯҳи таниши баланди девиатории T2: фишори меҳварӣ/гирдогирдии 28,8 MPa, ҳарорати 50 °C.
  • Гурӯҳи ҳарорати баланди T3: фишори меҳварӣ/гирдогирдии 23 MPa, ҳарорати 65 °C.

Натиҷаҳои таҷрибавӣ:

  • Пас аз 5 давра деформатсияи радиалӣ дар T1 %0,0159, дар T3 %0,0245 ва дар T2 %0,0388 буд.
  • Ҳарорати баланд хазишро тез кард, таниши баланди девиаторӣ бошад афзоиши қавитари деформатсияро ба вуҷуд овард.
  • Тағйирёбандаи осеб, ки аз маълумоти эмиссияи акустикӣ ба даст омадааст, афзоиши S-шакл ва ғайрихаттӣ нишон дод.
  • Дар шароити таниши баланди девиаторӣ дар давраи 5-ум тағйирёбандаи осеб ба \(D=0,076\) расид ва тамоюли рушди ноустувори осебро нишон дод.
  • Ихроҷи газ бо рушди осеб мувофиқ пеш рафт.
  • Дар шароити таниши баланди девиаторӣ дар давраи 5-ум сатҳи кумулятивии ихроҷ ба %0,105 расид.
  • Параметрҳои модел бо маълумоти таҷрибавӣ калибр карда шуда, мувофиқати умумӣ дар сатҳи \(R^2>0,92\) нишон дода шуд.

Дар таҳлилҳои ададии 30-сола ғори намакии JK8-6 Jintan истифода шудааст. Баландии ғор тақрибан 89,7 m ва диаметри максималии он тақрибан 69,2 m мебошад. Қабати намак дар чуқурии 995-1195 m ҷойгир буда, ғафсии он тақрибан 200 m аст.

Натиҷаҳои симулятсия:

  • Ҳангоми тазриқ ҳарорати маркази ғор тақрибан то 68 °C боло рафт.
  • Ҳангоми истеҳсол, аз сабаби тавсеаи газ ва таъсири Joule-Thomson, ҳарорат дар марказ аз 45 °C поён рафт.
  • Тағйироти гармӣ дар минтақаи борики аз ҷиҳати гармӣ таъсирдида наздики девори ғор мутамарказ шуд.
  • Таниши такрории гармӣ дар ин минтақаи танг ҳамчун сабаби асосии физикии оғоз шудани микроякҳо ва тезшавии осеб тафсир шудааст.

Натиҷаҳои 30-солаи се сенарияи истифода:

  • 1 давра/сол: Ҷойивазкунии максималии уфуқӣ 2,37 m, нишасти сатҳ 1,85 m ва камшавии ҳаҷм %4,02. Хатари кашиш паст, \(SF>1,5\) дар аксари минтақаҳо нигоҳ дошта шуда, \(D<0,1\) бартарӣ дорад. Ҳолати умумӣ бехатар ва идорашаванда аст.
  • 2 давра/сол: Нишасти сатҳ 3,36 m, ҷойивазкунии уфуқӣ 2,65 m ва камшавии ҳаҷм %14,32. Минтақаҳои критикии қувва ва осеб васеъ шуданд. Гарчанде истифодаи кӯтоҳмуддат метавонад идорашаванда бошад, истифодаи 30-сола хатари ноустувории маҳаллӣ дорад.
  • 3 давра/сол: Нишасти сатҳ 4,54 m, ҷойивазкунии уфуқӣ 3,58 m ва камшавии ҳаҷм %19,39. Минтақаҳои \(SF<1,0\) васеъ шуданд, минтақаҳои \(\varepsilon_{vp}>10\%\) ба вуҷуд омаданд ва дар минтақаҳои васеъ ҳадди \(D>0,5\) гузаронида шуд. Барои истифодаи стандартии дарозмуддат хатари ҷиддии ноустувории сохторӣ ва аз даст рафтани герметикӣ вуҷуд дорад.

Дар маҷмӯъ, таҳқиқот нишон медиҳад, ки бехатарии нигоҳдории гидроген дар ғорҳои намакӣ на танҳо бо фишори нигоҳдорӣ ё геометрияи ғор, балки бо басомади истифода ва ҷамъшавии хастагии термо-механикӣ низ муайян мешавад. Гарчанде истифодаи сербасомад барои ҳамгироии энергияи барқароршаванда ҷолиб аст, он бояд аз ҷиҳати осеби дарозмуддати ҷинс ва герметикии гидроген бодиққат маҳдуд карда шавад.

Ёддошт оид ба манбаъ ва усул

Ин мундариҷа дар асоси матни таҳқиқотии “Thermo-Mechanical Damage and Stability of Underground Energy Storage Under High-Frequency Operations”, ки аз ҷониби Jiasong Chen, Zhekang Ding, Tongtao Wang, Youqiang Liao ва Tao He омода шудааст, таҳия гардидааст. Ба муассисаҳои муаллифон Chongqing University, PipeChina Energy Storage Technology Co., University of Chinese Academy of Sciences ва State Key Laboratory of Geomechanics and Geotechnical Engineering дар сохтори Chinese Academy of Sciences дохил мешаванд.

Дар матни таҳқиқот ба таври равшан ибораи “This preprint research paper has not been peer reviewed” омадааст. Ҳамчунин маълумоти нусхаи электронии SSRN мавҷуд аст. Аз ин рӯ, дар ин мундариҷа таҳқиқот ҳамчун preprint / матни пешакии таҳқиқотӣ, ки аз баррасии ҳамтоён нагузаштааст арзёбӣ шудааст.

Ҳангоми омода кардани ин мақола, хулоса, муқаддима, модели Burgers бо осеби термо-механикӣ, ислоҳоти ҳарорат ва таниш, муодилаи эволютсияи осеб, равиши таниши эквивалентӣ дар асоси Mohr-Coulomb, таҷрибаҳои физикии симулятсияи лабораторӣ, санҷиши эмиссияи акустикӣ, натиҷаҳои ихроҷи газ, калибркунии модел, низоми панҷченакаи арзёбии устуворӣ, симулятсияҳои ададии 30-солаи ғори намакии JK8-6 Jintan ва бахши натиҷаҳои таҳқиқот асос гирифта шудаанд.

Иддаоҳои дар таҳқиқот мавҷуднабуда, аз қабили ченкунии қатъии саҳроии ихроҷи гидроген, ҳадди универсалии бехатарӣ барои ҳамаи ғорҳои намакӣ ё стандарти мустақими истифодаи тиҷоратӣ илова карда нашудаанд. Натиҷаҳо бояд дар доираи фарзияҳои модел, шароити санҷиши лабораторӣ, геометрияи ғори JK8-6 ва сенарияҳои истифодаи 1-3 давра/сол арзёбӣ шаванд.

 


Мубодила:

Шарҳҳо пас аз баррасӣ нашр мешаванд.Шарҳи шумо ба раванди тасдиқ фиристода шуда, пас аз пазируфта шудан намоён мегардад.

Шарҳ гузоред

Нишонии почтаи электронии шумо нашр намешавад. Майдонҳои ҳатмӣ бо * нишон дода шудаанд

Иҷозат додан ба кукиҳо таҷрибаи шуморо дар ин сомона беҳтар мекунад. Сиёсати кукиҳо