Сколль. Холод и мгла

— При электрогидравлическом дроблении порода разрушается ударной волной, порождаемой мощным электрическим разрядом в воде. Так, надеюсь, понятно?

— Более чем, — ответил кто-то из зала.

— Основными факторами, определяющими возникновение электрогидравлического эффекта, — продолжал профессор, — являются амплитуда, крутизна фронта, форма и длительность электрического импульса тока. Длительность импульса тока мала и мгновенная мощность импульса тока может достигать сотен тысяч Киловатт. Крутизна фронта импульса тока определяет скорость расширения канала разряда. При подаче напряжения на разрядные электроды в несколько десятков Киловольт, амплитуда тока в импульсе достигает десятков тысяч Ампер. Процесс приводит к резкому, лавинообразному возрастанию давления в жидкости, формирующему гидроудар до сто сорока тысяч атмосфер.

Высокие и сверхвысокие импульсные гидравлические давления приводят к появлению ударных волн со звуковой и сверхзвуковой скоростями. Возникают импульсные перемещения жидкости, совершающиеся со скоростями, достигающими сотен метров в секунду, кавитационные процессы, инфра и ультразвуковые излучения, и механические резонансные явления, которые не оставляют шансов полуразрушенному керну.

Производительность, как и в случае электроимпульсного разрушения, не зависит от прочности пород и пропорциональна энергии разряда, запасаемой в конденсаторе и частоте следования разрядов. Дробление породы имеет избирательный характер. Наиболее слабые породы разрушаются в первую очередь, а металлические включения остаются целыми, что благоприятно для отделения самородных металлов и кристаллических некоторых минералов. Энергозатраты зависят от степени дробления и составляют от двух до восьми кВт*часов на тонну породы. Оператор, через контроллер, задаёт размер фракции, от которых и зависит скорость разрушения, а значит проходки.

— Значит, буровые головки — это своеобразные мобильные дробилки? — спросил Дмитрий.

— Вы совершенно правы, молодой человек. Такая конструкция больше походит для быстрого разрушения пород и их гидротранспортировки.

— Есть какие-либо подводные камни?

— А где их нет? Что при электрогидравлическом дроблении, что при электроимпульсной дезинтеграции, рабочий конец электрода, как и разрушаемая порода, подвергается действию ударной волны. Скорость разрушения электродов два сантиметра в час. В первых моделях мне приходилось постоянно их извлекать и зачищать вручную, но теперь они самозатачивающиеся и рассчитаны на непрерывную работу. Особые валки подают с катушки в каналы кабель-электрод по мере расходования. Коронка изготовлена из вязкой стали MAGSTRONG А500 с высоким пределом текучести. Несмотря на то, что сталь не имеет прямого контакта с породой она интенсивно истирается вследствие воздействия ударов, давления и постоянного контакта с абразивными частицами. В зависимости от прочности породы её хватает на срок от трёх недель до двух месяцев. Рассчитываем в три раза увеличить износостойкость стали. По составленному нами техническому заданию сейчас в «НИИ стали и сплавов» разрабатывают сталь с пределом текучести до трёх тысяч МПа. Шаманят с пропорциями карбидов тантала и ниобия. Коронки будем не лить, а печатать индукционным 3D принтером, тем самым повысим износостойкость и уменьшим цену на порядок.

— Сколько же стоит одна головка, подсчитывали? — спросил Тимур.

— Сейчас, с учётом импортных комплектующих стоимость силовой электроники двенадцать тысяч долларов. При полном цикле производства цена снизится раз в десять. Извините, моё время вышло. Подведу итог: за час непрерывной работы головка разрушит три куба кварцитов или одиннадцать кубов гипсового камня. За сорок четыре месяца, соответственно — семьдесят тысяч кубаметров кварцитов или триста пятьдесят две тысячи гипса. Чтобы уложиться в обозначенный срок, потребуется произвести одиннадцать тысяч семьсот восемьдесят головок. Учитывая, что кольцевой забой разрушает не более пяти процентов от объёма породы, расход электроэнергии на разрушение кубометра кварца семнадцать КВт*часов, а гипса — четыре. При суммарной электрической мощности работающих головок в пятьсот пятьдесят МВт для разрушения пород и их транспортировки потребуется семнадцать млрд. КВт*часов.

— Энергия дело наживное! Если всё обстоит так, как вы рассказываете, — воодушевился Дмитрий, — я буду самым большим вашим сторонником. Подскажите, а буровой модуль долго менять?

— Износ коронок равномерный. Замена осуществляется одновременно, вручную, точно так как я вам демонстрировал. Одновременно производится замена катушек электродов и доливка жидкого азота в систему охлаждения. Время работ зависит от конструкции рамы и устройства проходческого щита, а это, извините, уже не моя стезя.