Preview

Arctic and Subarctic Natural Resources

Advanced search

Optimization of the Process for Thawing Frozen Ground During Drilling

Abstract

Proposals for improving the design of rock cutting tool (bit) during drilling in permafrost conditions in areas of the North-East and Arctic regions are considered. The extreme climatic conditions of the regions and thick layers of permafrost rocks bring about special requirements for methods and technology of exploration. Deposits of the permafrost zone have significant differences from deposits located in areas with a temperate climate and positive temperature rocks due to a complex interaction and the influence of geological, mining, permafrost and climatic factors. The basis of the complicated conditions of drilling in permafrost temperature is the temperature factor that determines the efficiency of the process of destruction and transportation of frozen rocks. In the process of destruction of frozen rocks, upon contact of the cutters with rocks in the area of the working surface of incisors the heat dissipation is enhanced. Analytical studies of the regularities of heat formation on the surface of the incisors are carried out and the dependence of heat generated on the wellbore from the radius of the rock cutting tool (bit) cutters location T=f(r) when cutting frozen rocks is revealed. On the basis of the obtained data, we propose an improved version of rock cutting tool (bit), which provides effective destruction of the borehole bottom and minimizes the heating.

About the Authors

Nikolay Gavrilievich Timofeev
North-Eastern Federal University
Russian Federation


Revo Mironovich Skryabin
North-Eastern Federal University
Russian Federation


Boris Vasilyevich Yakovlev
North-Eastern Federal University
Russian Federation


References

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.


Review

For citations:


Timofeev N.G., Skryabin R.M., Yakovlev B.V. Optimization of the Process for Thawing Frozen Ground During Drilling. Arctic and Subarctic Natural Resources. 2015;20(4):57-61. (In Russ.)

Views: 2


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2618-9712 (Print)
ISSN 2686-9683 (Online)