— Антон Игоревич! — прервал я. — Давайте без лишних подробностей.
— Хорошо, я действительно немного увлёкся. Перейдем к следующему модулю. Многие слышали про разрушение горных пород ультразвуком.
— А некоторые даже и работали! — вставил Дмитрий своё слово.
— Тогда вам и понять будет значительно проще. Что такое звук?
— Упругие колебания воды, воздуха, любой среды.
— Верно. Увеличение частоты колебаний приводит к росту мощности звуковой волны. При распространении ультразвуковых колебаний в жидкости появляются давления и разряжения, сопровождающиеся возникновением растягивающих усилий. В местах разрывов образуются многочисленные малые пустоты — кавитационные пузырьки. При смене разряжения давлением они как бы «схлопываются», генерируя гидравлический удар в несколько тысяч атмосфер. Доработкой модуля занимается фирма «Промтех». Их конструкторы на этом деле не одну собаку съели, — он вопросительно посмотрел на меня.
— Переговоры с собственником только начались, но принципиальное согласие на продажу озвучено, — пояснил я.
— Отличная новость! — профессор вновь повернулся к слушателям. — Сами колебания генерирует магнитострикционный излучатель из железокобальтового сплава, установленный в торце буровой головки. Под влиянием переменного магнитного поля она сжимается или растягивается с амплитудой сто микрон. Это много. Инженеры работают над увеличением амплитуды импульсов, — и осмотрев зал, Антон Игоревич пояснил, — увеличение амплитуды всего в два раза приводит к росту интенсивности ультразвука в квадрате, соответственно глубина проникновения ультразвуковых колебаний в призабойную зону значительно возрастает. Уже достигнута плотность энергии звука, эквивалентная давлению четыреста атмосфер.
На экранах появилось новое изображение.
— Поршневой насос гидроимпульсного модуля, — продолжил профессор, — генерирует струи жидкости с давлением тысяча атмосфер, а вот это роторно-пульсационное устройство, — он показал новый узел, — сглаживает и генерирует импульсы нужной нам частоты, заодно поднимая давление в несколько раз. В этом аппарате, а он, как и сам насос, слава богу, серийный, ничего дорабатывать не пришлось. Здесь и здесь, — он выделил рукой несколько последовательно установленных ступеней роторов и статоров, — небольшой зазор между ступенями, где находится активная рабочая зона. В аппарате обработке подвергается не весь объём жидкости, а её небольшая часть, которая проталкивается через отверстия в роторе и статоре, и кавитация возникает за счёт вихреобразования и турбулентности потока.
Струи жидкости с высокой скоростью и давлением не только вымывают частиц породы из забоя, но сами являются дополнительным разрушающим фактором, оказывающим как механическое, так и ударное, срезывающее, истирающее воздействие. Гидродинамические воздействия наиболее сильные — сдвиговые напряжения, турбулентность и пульсации давления.
Если вопросов по модулю нет, переходим к моему любимому детищу, — он в предвкушении потёр руки. — Способы бурения, о которых шла речь, лишь формируют шестиугольный забой, а вот керн, образующийся при таком процессе, разрушает электрогидравлический дезинтегратор. Совместно с электроимпульсным он производит девяносто процентов полезной работы.
В основе электрогидравлического эффекта лежит мало исследованное явление резкого увеличения гидравлического и гидродинамического эффектов и амплитуды ударного действия, при осуществлении импульсного электрического разряда в ионопроводящей жидкости, при условии максимального укорочения длительности импульса, максимально крутом фронте импульса и форме импульса, близкой к апериодической.
— И что это значит? — вопрос из зала.
— 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.