Юный техник, 2008 № 01 - [3]
Еще недавно такое заявление, наверное, не привлекло бы особого внимания — морское дно изучено хуже, чем поверхность Луны, и добраться туда столь же трудно, как высадить десант на естественный спутник нашей планеты. Но в нынешнем, XXI веке ситуация резко изменилась. Дело в том, что, по предварительным оценкам экспертов, примерно четверть еще не разведанных запасов нефти и природного газа может скрываться именно под дном Северного Ледовитого океана. А это ни много ни мало 100 млрд. т условного топлива — огромное богатство. И, поставив свой флаг, тем самым Россия дала понять, что претендует на эту приполярную территорию, а значит, и на расположенные под морским дном полезные ископаемые.
Добыча полезных ископаемых в районах, прилегающих к полюсу, кажется сегодня безумно дорогим и сложным делом. Однако нефть и газ все растут в цене, а техника совершенствуется. Так что не исключено, что через четверть века добыча «черного золота» на полюсе окажется вполне реальным и прибыльным делом. Кроме того, не будем забывать, что начавшееся глобальное потепление способно привести к тому, что вскоре вся Арктика окажется свободной ото льдов, что весьма облегчит добычу.
И потому заявление, прозвучавшее в России, побудило американцев, в свою очередь, приступить к организации собственной полярной экспедиции, чтобы выяснить, где кончается подводная часть Северной Америки. Вслед за нами в Арктику направили свой ледокол датчане. Готовятся к подобным экспедициям канадцы.
Добыча полезных ископаемых в Заполярье требует сложного оборудования.
А дело тут вот в чем. Согласно конвенции ООН по морскому праву, расширение 200-мильной экономической зоны, которую сегодня имеет каждое прибрежное государство, допускается лишь в том случае, если границы подводной окраины материка, его континентального шельфа, простираются за указанные пределы.
Наши специалисты намерены представить в ООН данные, подтверждающие, что значительная часть морского дна — в частности, хребет Ломоносова — является продолжением прибрежного шельфа, а значит, Россия имеет право на присоединение 1,2 млн. кв. км к своей территории.
Словом, многие страны мира самым серьезным образом рассматривают возможность разработки глубоководных месторождений газа и нефти, оценивают масштаб проблем не только политических, но и технических.
Разработанные в настоящее время прибрежные полупогруженные платформы представляют собой настоящие ледоколы. Однако их создатели понимают, что по мере продвижения в глубь Арктики нынешних конструкций может оказаться недостаточно, и разрабатывают новые. Например, бурение предполагают вести с погруженных платформ, подныривающих под лед, а то и со специализированных подлодок. Уже очевидны и мелкие, казалось бы, проблемы.
Так, например, при разработке морских скважин устье ее соединяют с хранилищами «черного золота» на поверхности, а то и непосредственно с танкерами с помощью гибких шлангов, ведь при малейшем смещении судна или нефтедобывающей платформы никакая жесткая труба не выдержит.
И все бы ничего — современные технологи умеют делать шланги достаточно прочными. Но…
Добытчики стали жаловаться, что трубы «поют».
Первыми с такой проблемой столкнулись норвежцы, потом и наши газовики. Суть феномена можно понять, открыв кран в ванной. Не исключено, что и он громко «запоет», а труба при этом начнет вибрировать. Однако если дома это мелкая неприятность, то на производстве этот феномен, как выяснилось, грозит крупными неприятностями. Трубы входят в резонанс, и, чтобы они не порвались, приходится резко, порою на порядок — с 30 до 3 м/с — снижать скорость перекачки газа. Другими словами, производительность падает настолько, что добыча газа может стать убыточной.
В Норвегии для решения этой проблемы был даже создан специальный научный центр. Ну, а наши промысловики обратились в Центральный аэрогидродинамический институт.
«Нельзя сказать, чтобы проблема была для нас абсолютно новой, — сказал по этому поводу заместитель начальника акустического отделения ЦАГИ, руководитель сектора теоретических проблем аэроакустики, профессор Виктор Феликсович Копьев. — Например, на некоторых самолетах во время испытаний обнаруживались «поющие» бомболюки. Издают иногда на больших скоростях неприятные звуки те или иные детали автомобилей, и даже небоскребы при некоторых условиях могут «запеть» на ветру».
Как выяснилось, газовики обратились по адресу: уже первые опыты показали, что внутренние поверхности шлангов при некоторых условиях становятся периодически неоднородными. Все микронеровности, зазубрины, которые там есть, порождают завихрения потока.
Однако если в гидроаэродинамике такие явления обычно связаны с образованием неких вихрей, турбулентностей, энергия которых затем преобразуется в акустический шум, то в данном конкретном случае проблема может быть связана даже с процессами, корни которых уходят, например, в физику плазмы, полагает профессор.
Сейчас аэродинамики тщательно изучают параметры, при которых происходят те или иные процессы, как можно на них влиять, описывают происходящие процессы языком формул.
