Разведочное алмазное бурение используется в горнодобывающей промышленности для исследования содержания известных рудных залежей и потенциальных участков. Извлекая ядро породы небольшого диаметра из рудного тела, геологи могут анализировать керн с помощью химического анализа и проводить петрологические , структурные и минералогические исследования породы.
История [ править ]
Родольф Лешо часто упоминается как изобретатель первой коронки в 1863 году. [1] Раннее алмазное бурение открыло много новых областей для добычи полезных ископаемых и было связано с бумом разведки полезных ископаемых в отдаленных местах. До изобретения портативного алмазного бура поиск полезных ископаемых ограничивался поиском обнажений на поверхности и копанием вручную. В конце 1970-х годов General Electric первой применила технологию компактов из поликристаллических алмазов (PDC) в качестве замены природных алмазов в буровых долотах. [2]
Алмазное бурение [ править ]
Разведочное алмазное бурение отличается от другого геологического бурения (см. Буровая установка ) тем, что твердый керн извлекается из глубины для исследования на поверхности. Ключевой технологией алмазного сверла является само алмазное сверло. Он состоит из промышленных алмазов, вставленных в мягкую металлическую матрицу. Как показано на рисунке, алмазы разбросаны по матрице, и действие зависит от медленного износа матрицы во время процесса сверления, чтобы обнажить больше алмазов. Долото устанавливается на колонковый ствол, который прикреплен к бурильной штанге, которая соединена с роторным сверлом.. Вода нагнетается в бурильную трубу для вымывания шлама, образующегося при работе долота, а также для уменьшения тепла, выделяемого из-за трения, что вызывает меньший износ долота. Настоящая алмазная коронка - это сложное дело, обычно предназначенное для определенного типа породы, с множеством каналов для промывки. [3]
Сверло использует алмазный инкрустированный сверло ( на фото справа) , чтобы развернуть через скалу. Сверло производит "керн", который фотографируется и раскалывается в продольном направлении. Половина расщепленного ядра анализируется, а другая половина постоянно хранится для будущего использования и повторного анализа при необходимости. Хотя сердечник большего диаметра является наиболее предпочтительным, он является наиболее дорогим. Наиболее распространенные диаметры сердечника - NQ и CHD 76.
Извлечение ядра [ править ]
Простое продвижение сверла путем вращения (и промывки) приводит к извлечению керна внутри ствола, как показано. Однако на глубине примерно 300 м должен быть способ извлечь ядро и вывести его на поверхность. Постоянно извлекать всю тяжелую бурильную трубу нецелесообразно, поэтому были разработаны методы вытягивания керна внутри ствола. Если бы порода всегда была твердым гранитом, а керн всегда ломался бы у бурового долота, тогда было бы просто остановить бурение, опустить на проволоку простое захватывающее устройство и подтянуть керн. К сожалению, для многих приложений требуется ненарушенный керн в трещиноватой породе, что требует сложных проводных устройств.
На фотографии показано извлечение сердечника с помощью трехтрубной системы проводки, способной извлекать сердечник в наихудших условиях. [4] Это очень важно при исследовании зон разломов, таких как разлом Сан-Андреас .
Размеры труб [ править ]
Обычно используются трубы пяти основных размеров "проводной линии". Из труб большего диаметра образуются керны породы большего диаметра, и для их забивки требуется больше мощности сверла. Выбор размера трубы - это компромисс между желаемым диаметром керна породы и глубиной, на которую можно пробурить конкретный двигатель буровой установки.
Стандартные размеры насадок для проводов "Q"
| Размер | Диаметр отверстия (наружный) , мм | Диаметр сердечника (внутренний) , мм |
|---|---|---|
| AQ | 48 | 27 |
| BQ | 60 | 36,5 |
| NQ | 75,7 | 47,6 |
| HQ | 96 | 63,5 |
| HQ3 | 96 | 61,1 |
| PQ | 122,6 | 85 |
| PQ3 | 122,6 | 83 |
| 76 швейцарских франков | 75,7 | 43,5 |
| CHD 101 | 101,3 | 63,5 |
| 134 швейцарских франка | 134,0 | 85,0 |
Заметки [ править ]
- ^ http://www.petroleumhistory.org/OilHistory/pages/Diamond/inventor.html
- ^ http://pdc-guru.com/uploads/2/8/7/9/2879895/daw_d-scott_history-and-impact-of-synthetic-diamond-cutters-in-og.pdf
- ^ де ла Вернь, Джек (2003). Справочник горняков хард-рока . Темпе / Норт-Бэй : McIntosh Engineering. С. 4–12. ISBN 0-9687006-1-6.
- ^ "Проволочная линия керна" (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 04 марта 2016 года . Проверено 13 августа 2015 .
Внешние ссылки [ править ]
- Методы разведочного бурения
