Wiele wskazuje na to, że osiągnięto szczytowe ilości energii eksploatowanej z tradycyjnych złóż ropy naftowej (peak oil), węgla kamiennego i brunatnego oraz gazu ziemnego. Roczna eksploatacja tradycyjnych surowców energetycznych będzie się systematycznie zmniejszać, a cena ograniczonych zasobów będzie rosnąć. Zasoby rozpoznanych złóż zmniejszają się, a odkrywane nowe złoża są coraz mniejsze. Jednocześnie stale wzrasta zapotrzebowanie na energię, wobec czego coraz częściej poszukuje się jej alternatywnych źródeł i potencjalnych zasobów energetycznych. Jednym z alternatywnych źródeł energii jest ciepło zgromadzone w wodach i skałach w skorupie ziemskiej. Energia geotermiczna jest zmagazynowana w górotworze, będącym naturalnym rezerwuarem ciepła. Energia górotworu może być pozyskiwana za pomocą otworowych wymienników ciepła1) oraz wód geotermalnych2). Wymienniki otworowe wraz z pompami ciepła umożliwiają uzyskanie ciepła użytecznego ze źródeł niskotemperaturowych3). Poza naturalnymi ekshalacjami ciepła geotermalnego w postaci gorących źródeł, fumaroli oraz erupcji wulkanów konieczne jest wykonywanie otworów wiertniczych4-7). Mogą być w tym celu wykorzystane stare wyrobiska, zarówno w postaci odwiertów8-11), jak też podziemnych kopalń12-18).Otwory takie powinny być uszczelniane specjalnymi zaczynami, najczęściej cementowymi, w celu ochrony górotworu przed zanieczyszczeniem oraz dopływami wód podziemnych. Zastosowanie uszczelnienia o odpowiednio dobranej przewodności cieplnej może zwiększyć efektywność energetyczną otworowej eksploatacji ciepła. Można tu przedstawić przykłady dla trzech przypadków. Pierwszym, podstawowym przypadkiem jest zastosowanie zaczynów o podwyższonej przewodności cieplnej w typowych otworowych wymiennikach ciepła. U-rurki w otworze uszczelnia się, aby zamknąć poziomy wodonośne i poprawić kontakt termiczny rurki z górotworem. Im większa jest więc przewodność cieplna stwardniałego zaczynu uszczelniającego, tym [...]

  Rozwój technologii zastosowania cieczy wiertniczych dokonujący się w ostatnich dziesięcioleciach przyczynił się do opracowania i stosowania coraz to nowszych, udoskonalonych receptur zarówno płuczek, jak i zaczynów cementowych stosowanych w praktyce wiertniczej, np. modyfikowanych nanomateriałami1). Dla ustalenia reologicznych właściwości płynów odgrywających ważną rolę w hydraulice cieczy technologicznych w otworze wiertniczym sporządza się modele reologiczne, czyli zależności pomiędzy naprężeniami stycznymi występującymi w cieczy a szybkością jej ścinania. Aproksymacja doświadczalnych krzywych płynięcia cieczy oparta na rozwiązaniach teoretycznych i ustaleniu optymalnego modelu reologicznego, czyli o najlepszym dopasowaniu, ma zasadnicze znaczenie przy podejmowaniu decyzji projektowych i wykonawczych. Prawidłowo dobrany model reologiczny pozwala dokładnie określić rzeczywiste opory przepływu płynu wiertniczego oraz zoptymalizować mechaniczne i hydrauliczne parametry wiercenia. Stosowanie modeli reologicznych opartych na zależności liniowej nie przynosi oczekiwanych rezultatów, zaś stosowanie bardziej złożonych modeli nieliniowych nie daje odpowiedzi na pytania o zależności między strumieniem tłoczonego płynu a powstającymi oporami przepływu. Badania efektów hydromechanicznych wykonywane na specjalnie zaprojektowanym stanowisku w Katedrze Wiertnictwa i Geoinżynierii AGH mają duże znaczenie poznawcze i praktyczne, a przyjęta metodyka obliczania oporów przy zastosowaniu specjalistycznego oprogramowania do zbierania i analizy danych usprawnia operacje praktyczne w przemyśle naftowym. Metodyka doboru modelu reologicznego W inżynierii wiertniczej podstawowym problemem jest określenie korelacji między strumieniem tłoczonej cieczy a oporami przepływu w trakcie jej przetłaczania. Straty przepływu w dowolnym elemencie systemu cyrkulacyjnego zależą od rodzaju cieczy, charakteru jej przepływu oraz geometrii i właściwości fizycznych ele[...]

  Starzejące się odwierty eksploatacyjne na złożach węglowodorów to narastający problem w przemyśle naftowym, zarówno na świecie, jak i też w Polsce. Odkryte przed laty i eksploatowane złoża wchodzą w okres spadku produkcji. W celu jej poprawy często warunkiem wystarczającym jest przeprowadzenie odpowiednich prac rekonstrukcyjnych na odwiercie. Do tego typu prac, dla ich bezpieczeństwa, nieodzownym elementem jest zatłoczenie (zagłuszenie) do odwiertu specjalnych cieczy roboczych, tzw. rekonstrukcyjnych. Najczęściej cieczami tymi są roztwory soli nieorganicznych lub organicznych z dodatkami regulującymi filtrację i ich właściwości reologiczne. Przedstawiono zasady doboru cieczy roboczych oraz opracowano ich receptury na osnowie soli organicznych i nieorganicznych z przeznaczeniem do zastosowania ich na złożu ropno-gazowym o niskim gradiencie ciśnienia złożowego (<0,0096 MPa/m). Złoże znajdowało się w strefie wrażliwej ekologicznie. Przeprowadzono badania parametrów technologicznych i reologicznych opracowanych cieczy oraz zbadano ich wpływ na pęcznienie skały zbiornikowej. Badania przeprowadzono w symulowanych warunkach złożowych. Ponieważ ciecz miała być zastosowana w strefie wrażliwej ekologicznie, w związku z tym jej komponenty musiały być przyjazne środowisku naturalnemu. Ponadto nie można było zastosować w ich składzie blokatorów węglanowych celem ograniczenia filtracji. Związane to było względami ekologicznymi, które zabraniają stosowania zabiegów intensyfikacji złoża, takich jak np. kwasowanie. Obecnie wiele ośrodków badawczych1-3) prowadzi badania nad opracowaniem receptury cieczy roboczych i ich oddziaływaniem na skalę zbiornikową. Jednakże większość tych prac dotyczy cieczy roboczych stosowanych w otworach o wysokich ciśnieniach złożowych. Należy również podkreślić, że nie ma jednej uniwersalnej receptury cieczy roboczej i że każda skała zbiornikowa wymaga indywidualnego jej doboru, zwłaszcza gdy skały zbiornikowe zawi[...]

  Jednym z zagadnień, które można zaliczyć do obszaru inżynierii biomedycznej jest telemedycyna, która stanowi formę opieki zdrowotnej łączącą telekomunikację, informatykę i medycynę. Stwarza to między innymi możliwość przełamywania barier geograficznych i zwiększa efektywność wykorzystania potencjału istniejących struktur służby zdrowia. W celu usprawnienia funkcji realizowanych przez placówki medyczne korzystnej wydaje się wykorzystywanie nowoczesnych technologii teleinformatycznych. Nieodzownym elementem procesu diagnostyczno-terapeutycznego jest wymiana informacji pomiędzy jednostkami ochrony zdrowia na różnych poziomach. Konsultacja medyczna realizowana w sposób klasyczny wiąże się z koniecznością transportu badanej osoby, czasami również towarzyszącego lekarza oraz dokumentacji medycznej pomiędzy poszczególnymi placówkami ochrony zdrowia. Realizacja konsultacji przy pomocy łączy telekomunikacyjnych zapewniających odpowiednią jakość przekazu pozwala przyspieszyć ten proces. Zdalne techniki medyczne należą do najbardziej rozwojowych narzędzi monitorowania, diagnostyki i leczenia. Nieomal w każdej dziedzinie i specjalności medycznej można polegać na telekonsultacji lub telediagnostyce. Wśród systemów leżących w obszarze telemedycyny można znaleźć takie, które są związane z transmisją sygnałów elektrodiagnostycznych [1]. Do takich sygnałów należą między innymi, sygnały elektrokardiograficzne (EKG), elektroencefalograficzne (EE G), czy elektromiograficzne. Sygnały te, podlegają akwizycji z ciała osoby badanej na drodze pomiaru wielkości elektrycznych, w szczególności napięcia lub rezystancji. Wielkości elektryczne, rejestrowane na powierzchni ciała mogą być, po uprzednim wzmocnieniu i wstępnym przetworzeniu, zamienione na postać cyfrową. Dalsze ich przetwarzanie odbywa się poprzez realizację programów komputerowych, w komputerach stacjonarnych, urządzeniach mobilnych lub mikrokontrolerach. Praca przedstawia zagadnienie selekt[...]

  Two Zn or Ba-contg. drilling wastes were used for replacing dolomite and quart fillers in epoxy resin-based construction mortars. No substantial deterioration of the mortar properties was obsd. Zaprezentowano wyniki badań laboratoryjnych zastosowania organiczno-mineralnych odpadów wiertniczych jako substytutu mikrowypełniacza w budowlanych kompozytach żywicznych. Badania prowadzono na najczęściej stosowanej zaprawie żywicznej, w skład której wchodziło spoiwo żywiczne (polimer), wypełniacz drobnoziarnisty (mikrowypełniacz) i piasek. Jako spoiwo żywiczne zastosowano żywicę epoksydową. Pozyskiwanie węglowodorów (ropy naftowej i gazu ziemnego) zarówno ze złóż konwencjonalnych, jak i niekonwencjonalnych generuje znaczne ilości odpadów organiczno-mineralnych. Odpady te to uwodnione układy o właściwościach tiksotropowych, których skład zależy od przewiercanych warstw skalnych oraz od składu płuczki wiertniczej. W składzie tych odpadów zawarte są różne grupy związków mineralnych i organicznych. W grupie związków mineralnych dominują głównie minerały ilaste z grupy smektytu lub kaolinitu lub też chloryty, kwarc, różnorodne węglany, baryt i sole (najczęściej NaCl i KCl)1). Część tych składników ma charakter amorficzny. Są to mechanicznie zdegradowane w procesie wiercenia struktury minerałów ilastych, organiczne substancje polimeryczne, lub też kompleksy polimerowo- -ilaste2). Substancje te mogą bezpośrednio wpływać na stabilność skoncentrowanych dyspersji, a tym samym stwarzać trudności w zagospodarowaniu ich w środowisku przyrodniczym3). Z drugiej jednak strony tego typu organiczno-mineralne odpady wiertnicze można wykorzystać jako składniki budowlanych kompozytów żywicznych. Zaprawy takie, w których spoiwem jest dwuskładnikowa żywica organiczna (np. epoksydowa) a wypełniaczem kruszywo mineralne są znane na rynku materiałów budowlanych. W zależności od przeznaczenia kwalifikuje się je jako klej4), zaprawy do spoinowania5), podkład[...]

  Tradycja to mądrość ludzkich pokoleń przełożona na obecne czasy. Nowoczesność należy pojmować jako możliwość transformowania świata przez ludzkie działania prowadzące do rozwoju cywilizacji. Na Wydziale Wiertnictwa, Nafty i Gazu od początku jego istnienia tradycja spotyka się z nowoczesnością, by z mądrości przeszłości poprzez innowacyjność teraźniejszości tworzyć standardy dla przyszłości. Od 50 lat Wydział Wiertnictwa, Nafty i Gazu prowadzi działalność naukowo-badawczą oraz dydaktyczną, umożliwiającą rozwój wiedzy inżynierskiej w zakresie górnictwa i geologii oraz inżynierii naftowej i gazowniczej. Korzenie tych tradycji sięgają Wydziału Mechanicznego Politechniki Lwowskiej (na którym utworzona była sekcja naftowa) oraz Wydziału Górniczego Akademii Górniczej w Krakowie. Dnia 31 maja 1913 r. cesarz Franciszek Józef I zatwierdził utworzenie wyższej szkoły górniczej w Krakowie. Wybuch I Wojny Światowej w 1914 r. uniemożliwił rozpoczęcie w październiku pierwszego roku akademickiego nowo otwartej uczelni. Po zakończeniu działań wojennych, 20 października 1919 r. Naczelnik Państwa Marszałek Józef Piłsudski dokonał uroczystego otwarcia Akademii Górniczej w auli Uniwersytetu Jagiellońskiego. Za początek obecnego Wydziału Wiertnictwa, Nafty i Gazu należy uznać Katedrę Wiertnictwa i Eksploatacji Nafty, powołaną na Wydziale Górniczym Akademii Górniczej w Krakowie w 1923 r. Jej kierownikiem został prof. Zygmunt Saryusz Bielski (w latach 1931-1933 rektor Akademii Górniczej). W 1936 r. Katedrę tę przemianowano na Katedrę Wiertnictwa i Górnictwa Naftowego. Od samego początku swego istnienia współpracowała ona ściśle z przemysłem i zachowywała łączność z gospodarką Kraju. Rozwój Katedry, jak i całej Akademii Górniczej, przerwał wybuch II Wojny Światowej. Wśród 184 aresztowanych przez gestapo profesorów krakowskich uczelni, w ramach akcji Sonderaktion Krakau rozpoczętej 6 listopada 1939 r., znalazł się również prof. Z. Sary[...]

  A copolymer of acrylamide and K salt of acrylic acid was obtained by radical polymn., dried, crushed to about 1 mm granulation and then added to water (4.5-10 g/L) sep. or together with a biopolymer or bentonite. Technol. parameters of the fluids were detd. 15 min and 24 hr after mixing the components. The increase of copolymer concn. resulted in an increase in the rheol. properties of the fluids and in decrease in the filtration efficiency. The addn. of biopolymer and bentonite resulted in increasing the gel strength and plastic viscosity of the fluids, resp. Technologia horyzontalnych przewiertów sterowanych HDD (horizontal directional drilling) niezmiennie zyskuje na popularności wśród konstruktorów oraz inwestorów. Zalety, takie jak mała ingerencja w środowisko naturalne i infrastrukturę, ograniczenie uciążliwości w terenach zabudowanych podczas realizacji inwestycji, szybki przebieg prac oraz ogólna wygoda stosowania, sprawiają, że przed tą technologią stawiane są wyzwania o coraz większym stopniu skomplikowania, wymuszając jej rozwój. Płuczki wiertnicze, jako jedne z zasadniczych składowych procesu, również muszą ulegać ciągłemu doskonaleniu. Dokonuje się tego zarówno poprzez modyfikację obecnie stosowanych płuczek, jak i poszukiwanie nowych dodatków oraz receptur pozwalających podnieść efektywność technologii przy zachowaniu ekonomicznej opłacalności ich stosowania. Horyzontalne przewierty sterowane są jednym z rodzajów technologii bezwykopowych, które pozwalają na instalację rurociągów oraz światłowodów pod przeszkodami w postaci rzek, infrastruktury kolejowej oraz drogowej lub obszarów natury wymagających ochrony w sposób znacznie mniej inwazyjny od tradycyjnych metod. Technologia ta nie wymaga wykonywania wykopów na całym odcinku prowadzonych prac, przez co często wykorzystywan[...]

  The title polymer and a com. additive for reducing rate of filtration were sep. introduced into the sealing slurries used for cementing the casing in deep wells. Filtration rate and rheol. parameters of both types of suspensions were detd. according to the relevant std. The tested polymer was recommended for making slurries. Zaczyny uszczelniające przeznaczone do cementowania kolumn rur okładzinowych w głębokich otworach muszą odznaczać się ściśle określonymi parametrami technologicznymi, pozwalającymi na skuteczne zastosowanie ich w danych warunkach otworowych. Jednym z takich parametrów jest filtracja zaczynu uszczelniającego, która powinna odznaczać się jak najmniejszą wartością. Domieszki chemiczne służące do regulacji filtracji oferowane są przez Serwisy Cementacyjne. Mechanizm ich działania w zaczynach uszczelniających jest złożony i w większości przypadków oprócz ograniczenia filtracji dodatkowo powodują pogorszenie właściwości reologicznych zaczynu. Przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych wpływu nowo syntezowanego w Katedrze Wiertnictwa i Geoinżynierii Wydziału Wiertnictwa, Nafty i Gazu Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie polimeru obniżającego filtrację zaczynu, który nie ingeruje w sposób istotny na wzrost parametrów reologicznych w porównaniu z domieszkami stosowanymi dotychczas. W czasie cementowania kolumn rur okładzinowych w otworach wiertniczych zaczyn uszczelniający przepływając w przestrzeni pozarurowej kontaktuje się ze skałami przepuszczalnymi i wówczas może zachodzić (przy odpowiednich warunkach) oddzielenie się (filtracja) wody z zaczynu. Oddzielenie się wody z zaczynu uszczelniającego może zachodzić w dwóch przypadkach: jeżeli zaczyn po zatłoczeniu go do przestrzeni pierścieniowej przez długi czas nie wiąże, to oddzielenie się wody zachodzi w wyniku sedymentacji cząstek fazy stałej pod wpływem siły ciężkości (odstój wody), lub gdy ciśnienie hydrostatyczne zaczynu cementowego w otworze wiertni[...]

  Do niedawna podstawowym środkiem strukturotwórczym w płuczkach wiertniczych był bentonit. Płuczki bentonitowe są stosowane jeszcze w wierceniach typu horizontal directional drilling oraz w płytkich wierceniach hydrogeologicznych (podczas wiercenia studni), głównie ze względu na niską cenę. W wierceniach głębokich, gdzie należy uwzględnić podwyższoną temperaturę i możliwość zasolenia płuczki, płuczki bentonitowe nie są skutecznym rozwiązaniem. Pomimo stosowania koloidów ochronnych, pojawienie się w płuczce jonów soli, zwłaszcza jonów wielowartościowych pochodzących z przewiercanych skał lub z solanek dopływających do otworu, może spowodować koagulację suspensji bentonitowej oraz utratę parametrów reologicznych i znaczący wzrost filtracji. Ciągły rozwój technologii produkcji polimerów i obniżenie ich cen powoduje, że polimery stają się dobrą alternatywą dla bentonitu jako środka strukturotwórczego w płuczkach wiertniczych. W związku z tym, coraz większa liczba firm produkujących surowce do płuczek wiertniczych prowadzi badania nad opracowaniem coraz skuteczniejszych środków polimerowych lub całych systemów płuc[...]

  A review, with 28 refs., of compn. of Polish geothermal waters and processes for prodn. of NaCl and Li compds. Dokonano analizy składu wód termalnych w Polsce eksploatowanych na potrzeby ciepłownictwa, rekreacji i balneologii pod kątem pozyskiwania minerałów użytecznych. Przedyskutowano wykorzystanie technik umożliwiających pozyskiwanie związków chemicznych rozpuszczonych w wodach. Pozyskiwanie minerałów z wód termalnych ma wiele zalet1). W porównaniu z tradycyjnymi metodami górniczymi taki sposób wydobywania minerałów użytecznych jest zdecydowanie mniej inwazyjny i nie powoduje znacznych szkód w środowisku. Prace górnicze, jakie należy wykonać, aby móc pozyskiwać minerały z wód termalnych sprowadzają się do odwiercenia otworu eksploatacyjnego, podczas gdy tradycyjna eksploatacja rud minerałów wymaga nieustannego urabiania skał. Możliwość wykorzystania istniejących ciepłowniczych instalacji geotermalnych do pozyskiwania minerałów eliminuje konieczność wykonywania nowych otworów. Pozyskiwanie minerałów z wód termalnych pozwala zaoszczędzić do 70% energii, jaką należałoby zużyć w konwencjonalnych procesach górniczych2). Duża mineralizacja negatywnie wpływa na żywotność instalacji geotermalnej i zwiększa koszty eksploatacji ze względu na korozję. Wytrącanie wtórnych minerałów wskutek obniżenia ciśnienia i/lub temperatury wywołuje również problemy, zwłaszcza utratę chłonności otworów chłonnych w dubletach geotermalnych3). Aby uniknąć wytrącania się wtórnych minerałów, temperaturę wód utrzymuje się na takim poziomie, by nie spowodować przesycenia rozpuszczonymi składnikami. Pozyskiwanie minerałów z wód termalnych w istniejących zakładach geotermalnych może być korzystne z jednej strony ze względu na sprzedaż pozyskanych składników, z drugiej zaś ze względu na możliwość odzyskania większej ilości ciepła bez ryzyka powstania osadów4).Pozyskiwanie minerałów z wód termalnych na świecie W latach 30. XIX w. rozpoczęto wiercenie otwor[...]