Читать интересную книгу Большая Советская Энциклопедия (ГИ) - БСЭ БСЭ

Гидроударное бурение

Гидроуда'рное буре'ние, способ проходки скважин, при котором разрушение породы на забое осуществляется погружными (работающими непосредственно в скважине) гидравлическими забойными машинами ударного действия.

  Первые патенты на гидроударные машины были выданы в конце 19 в., а работоспособные модели созданы в 1900—07 и применялись для бурения скважин на нефть на Кавказе.

  Гидроударная машина приводится в действие энергией потока жидкости, нагнетаемой насосом с поверхности по колонне бурильных труб. Эта жидкость очищает забой от продуктов разрушения породы и удаляет их на поверхность. При бурении с отбором керна применяются коронки буровые, армированные вставками из твёрдого сплава; при бурении сплошным забоем — лопастные и шарошечные долота. Гидроударные машины для бурения на твёрдые полезные ископаемые при расходе промывочной жидкости 100—300 л/мин имеют энергию единичного удара 70—80 дж (7—8 кгс (м) и частоту ударов 1200—1500 в мин; осевая нагрузка на забой создаётся в пределах 4000—8000 н (400—800 кгс), частота вращения снаряда 25—100 об/мин в зависимости от твёрдости и абразивности проходимых пород.

  Рациональная область применения Г. б. — породы средней и высокой твёрдости, которые наиболее эффективно разрушаются под действием ударных нагрузок. Гидроударные машины обеспечивают повышение производительности бурения в 1,5—1,8 раза при снижении стоимости на 20—30% по сравнению с твердосплавным и алмазным бурением вращательным способом.

  Лит.: Ударно-вращательное бурение скважин гидроударниками, М., 1963; Теория и практика ударно-вращательного бурения, М., 1967.

  Л. Э. Граф, А. Т. Киселев.

Гидроузел

Гидроу'зел, узел гидротехнических сооружений, группа гидротехнических сооружений, объединённых по расположению и условиям их совместной работы. В зависимости от основного назначения Г. делятся на энергетические, водно-транспортные, водозаборные и др. Г. чаще всего бывают комплексные, одновременно выполняющие несколько водохозяйственных функций.

  Различают Г.: низконапорные, — когда разность уровней воды верхнего и нижнего бьефов (напор) не превышает 10 м, — устраиваемые на равнинных реках, преимущественно в пределах их русла (главным образом для транспортных или энергетических целей), и на горных реках (для забора воды с целью получения электроэнергии или орошения земель); средненапорные (с напором 10—40 м) — на равнинных или предгорных участках рек, предназначенные главным образом для транспортно-энергетических, а также ирригационных целей (создаваемый ими подпор приводит к затоплению поймы реки в верхнем бьефе, образуя водохранилище, используемое для суточного и сезонного регулирования стока реки, осветления воды, борьбы с наводнениями и т.п.); высоконапорные (с напором более 40 м), служащие обычно для комплексных целей — энергетики, транспорта, ирригации и др.

  Сооружения, входящие в состав Г., подразделяются на основные н вспомогательные. Основные сооружения, обеспечивающие нормальную работу Г., в свою очередь, делятся на общие (плотины, поверхностные и глубинные водосбросы, сооружения для удаления льда, шуги, наносов, регуляционные, сопрягающие и др.), обеспечивающие необходимые напор и ёмкость водохранилища, а также гидравлические условия, отвечающие измененному гидрологическому режиму реки (см. Гидротехнические сооружения), и специальные (ГЭС, судоходные шлюзы, судоподъёмники, рыбоходы, бревноспуски, плотоходы и т.д.), выполняющие те функции, для которых был создан Г. К вспомогательным сооружениям относятся жилые, административно-хозяйственные и культурно-бытовые здания, сооружения водопровода и канализации, дороги и т.п. Временные сооружения (перемычки, склады строительных материалов, бетонные и арматурные заводы, мастерские, подъездные пути и пр.) обычно функционируют в период строительства Г., но некоторые из них иногда совмещают с постоянными (например, путём включения перемычек в состав плотины). Прочие сооружения — транзитные дороги и мосты, проходящие в зоне Г. (например, пересечение Калининской ж. д. с каналом им. Москвы в районе расположения шлюза № 8), промышленные предприятия, возникшие на его базе и использующие его электроэнергию и т.п., связываются с Г. главным образом территориально.

  Место размещения Г., т. е. тех его сооружений, которые образуют т. н. напорный фронт, называется створом. Взаимное расположение основных сооружений, называемое компоновкой Г., представляет собой сложную инженерную задачу, решаемую с учётом эксплуатационных, строительных и технико-экономических требований. Большое разнообразие природных и местных условий не позволяет установить единые правила для размещения и компоновки Г. Эти вопросы решаются каждый раз индивидуально с учётом всего комплекса условий, требований и характера взаимодействия сооружений.

  Помимо разрешения водохозяйственных задач, сооружения Г. должны отвечать и эстетическим требованиям; они служат созданию архитектурного ансамбля, органически связанного с окружающей природой. Вся территория гидроузла имеет чёткое архитектурно-функциональное зонирование. Нередко гидротехнический комплекс влияет на планировку и застройку расположенных поблизости старых и вновь возникающих городов, посёлков, заводов (Волховская ГЭС и г. Волхов, Днепрогэс и г. Запорожье). Гидроузлы, расположенные на небольшом расстоянии друг от друга, могут иметь единое архитектурно-стилевое решение (каскад Верхневолжских гидроузлов, СССР). Главные сооружения, организующие архитектурный ансамбль Г., — плотина, гидроэлектростанция, судоходный шлюз с подходными каналами. На рис. 1 показана схема Красноярского Г. на р. Енисей транспортно-энергетического назначения. В его состав входят водосливная и глухая бетонные плотины, ГЭС мощностью 5 млн. квт и судоподъёмник, расположенный на левом берегу реки. На рис. 2 приведён план строящегося Нурекского Г. на р. Вахш, который предназначен для регулирования стока реки в целях орошения и получения гидроэнергии. Г. включает самую высокую в мире каменно-земляную плотину (высота 300 м), береговой водосброс, туннельный водозабор, здание ГЭС и др.

  Лит. см. при ст. Гидротехника.

  В. Н. Поспелов.

Новороссийский порт. Головная часть пирса.

Участок Волго-Балтийского водного пути.

Акведук через селевое русло на Каракумском канале.

Рис. 2. Схема гидроузла Нурекской ГЭС на р. Вахш: 1 — плотина; 2 — водоприемник ГЭС; 3 — напорные водоподводящие туннели; 4 — уравнительные резервуары; 5 — турбинные водопроводы; 6 — здание ГЭС; 7 — открытое распределительное устройство; 8 — открытый водосброс с отводящим каналом; 9 — строительные туннели; 10 — верховая и низовая перемычки.

Арочная плотина на р. Заале. ГДР.

Общий вид водоприёмника плотины «Ал. Стамболийский». Болгария.

Плотина Пеарес. Испания.

Многоарочная плотина Бартлет. США.

Плотина Тагокура. Япония.

Плотина Братской ГЭС им. 50-летия Октября.

Мингечаурская ГЭС.

Общий вид гидроузла Йохенштейн. Австрия.

Оросительная система на р. Чу. Плотина и распределительный узел.

Рис. 1. Схема гидроузла Красноярской ГЭС на р. Енисей: 1 — здание ГЭС; 2 — водосливная часть плотины; 3 — глухая часть плотины; 4 — открытое распределительное устройство; 5 — наклонный судоподъемник; 6 — поворотный круг (мост) судоподъемника; ВБ — верхний бьеф; НБ — нижний бьеф.

Плотина Мальга Биссина. Италия.

Асуанская плотина. АРЕ.

Волжская ГЭС им. В. И. Ленина.

Многоарочная плотина Жирот. Франция.

Усть-Каменогорская ГЭС.

Куйбышевское водохранилище на участке судоходного шлюза.

Гидрофизика

Гидрофи'зика, раздел геофизики, изучающий физические процессы, протекающие в водной оболочке Земли (гидросфере). К общим вопросам, изучаемым Г., относятся: молекулярное строение воды во всех трёх её состояниях (жидком, твёрдом, газообразном); физические свойства воды, снега, льда — тепловые (теплопроводность, теплоёмкость), радиационные, электрические, радиоактивные, акустические, механические (упругость, вязкость и др.), а также процессы, происходящие в водоёмах — динамические (течения, волны, приливы и отливы), термические (нагревание и охлаждение водоёмов, испарение и конденсация, образование и таяние льда и снега), распространение, поглощение и рассеяние света в толще воды, снега и льда.