Оптимизация процесса оттайки мерзлого грунта при бурении скважин

Рассматриваются предложения по совершенствованию конструкции породоразрушающего инструмента (долота) при бурении скважин в условиях многолетнемерзлых пород в районах Северо-Востока и арктической зоны страны с экстремальными природно-климатическими условиями и с мощной толщей многолетнемерзлых горных пород, где к выбору оптимальных способов и технологий разведки месторождений предъявляются особые требования. Месторождения зоны многолетней мерзлоты имеют существенные отличия от аналогов, расположенных в районах с умеренным климатом и положительной температурой пород. Специфика их обусловлена комплексным взаимодействием и влиянием горно-геологических, горнотехнических, мерзлотных и климатических факторов. В основе осложненных условий бурения скважин в многолетнемерзлых породах лежит температурный фактор, определяющий эффективность процесса разрушения и транспортировки мерзлых горных пород. В процессе разрушения мерзлой горной породы при контакте резцов с горным массивом в области рабочей поверхности резцов интенсифицируется тепловыделение. С целью минимизации выделяемого тепла путем аналитических исследований выявлены закономерность теплообразования на поверхности резцов и зависимость выделяемой теплоты на забое скважины от радиуса расположения резцов Т=f(r) породоразрушающего инструмента (долота) при резании мерзлой породы. На основании полученных данных предлагается усовершенствованный вариант породоразрушающего инструмента (долота), который обеспечивает эффективное разрушение забоя скважины и минимизирует выделения тепла.

1. Басов И.Г. Исследование влияния формы режущей части инструмента на износостойкость при разрушении мерзлых грунтов // Исследование землеройных машин. – Томск: Изд-во ТПУ, 1977. – С. 39–44.

2. Бейсебаев А.М. Бурение скважин и горноразведочные работы. – М.: Недра, 1990. – 303 с.

3. Бугаев В.Г. Исследование процесса, разработка конструкции режущего инструмента и обоснование режимов вращательного бурения скважин: Дис. … к.т.н. – Красноярск, 2004. – 307 с.

4. Грабчак Л.Г. Горноразведочные работы. – М.: Высшая школа, 2003. – 661 с.

5. Минаков В.М. Влияние температурного режима в скважинах большого диаметра на бурение и качество опробования при разведке мерзлых россыпей

6. // Геология и разведка. – 1991. – № 3. – С. 73–85.

7. Шевченко А.Н. Выбор рационального типа бурового инструмента и системы очистки скважин при бурении мерзлых пород: Дис. … к.т.н. – Иркутск, 2007. – 128 с.

8. Карпиков А.П. Бурение горноразведочных и технических выработок: Учеб.-справочное пособие. – М.: МГИУ, 2003. – 102 с.

9. Линьков С.А. Разработка конструкции и обоснование параметров рабочего органа для бурения скважин в мерзлых грунтах: Дис. … к.т.н. – Омск: Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия, 2007. – 185 с.

10. Каркашадзе Г.Г. Механическое разрушение горных пород: Учебное пособие для вузов. –М.: Издво МГГУ, 2004. – 222 с.