Разведочное алмазное бурение - Exploration diamond drilling

Буровая установка для алмазного бурения и бурения с обратной циркуляцией.

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 проанализировать керн с помощью химического анализа и провести петрологические , структурные и минералогические исследования породы.

История

Корончатые алмазные сверла

Родольф Лешо часто упоминается как изобретатель первой коронки в 1863 году. 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.

Алмазное бурение

Иллюстрация с изображением бурового керна

Разведочное алмазное бурение отличается от другого геологического бурения (такого как бурение с обратной циркуляцией (RC)) тем, что твердый керн извлекается с 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 колонне, которая подсоединена к роторной буровой установке. Буровой раствор нагнетается в бурильную трубу для вымывания шлама, образующегося при работе долота, а также для уменьшения тепла, выделяемого из-за трения, что приводит к меньшему износу долота. Настоящая алмазная коронка - это сложное дело, обычно предназначенное для определенного типа породы, с множеством каналов для промывки.

Сверло использует алмазный инкрустированный сверло ( на фото справа) , чтобы развернуть через скалу. Сверло производит "керн", который фотографируется и раскалывается в продольном направлении. Половина разделенного 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 керна

Извлечение керна с помощью тройной трубки

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 бурения на кабеле, позволяющие вытягивать керн внутри ствола. Если бы порода всегда была твердым гранитом, а керн всегда ломался бы у бурового долота, тогда было бы несложно 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 использованием трехтрубной системы проводки, способной извлекать сердечник в наихудших условиях. Это очень важно при исследовании зон разломов, таких как разлом Сан-Андреас .

Размеры трубок

Обычно используются трубы пяти основных размеров. Из труб большего диаметра образуются керны породы большего диаметра, и для их забивки требуется большая мощность сверления. 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"

Буровые стержни

использованная литература

внешние ссылки

• Методы разведочного бурения