Розуміння геології робочих місць має першорядне значення при розвідувальному бурінні. Нижче наведено огляд того, як на роботу впливають гірські умови.
Геологічні умови відкритих гірничих робіт мають безпосередній вплив на ефективність та результативність геологорозвідувальних робіт. Від найсприятливіших умов до найгірших, гірські утворення в кар’єрі визначають стратегії розвідувального буріння, вимоги до обладнання та якість зразків, на яку можна розумно очікувати.
Продуктивність колонкового буріння залежить від багатьох різних параметрів, але стан породи зазвичай є найбільшим фактором, який впливає на швидкість буріння, а отже, і на рівень продуктивності, а також на вартість. Мінерали та геологія 118 відомих елементів, деякі з яких не зустрічаються в природі, кисень є найпоширенішим, що становить близько 50% земної кори' за вагою. Кремній утворює близько 25%, а інші поширені елементи, такі як алюміній, залізо, кальцій, натрій, калій, магній і титан, становлять 99% земної кори'. Кремній, алюміній і кисень містяться в найпоширеніших мінералах, таких як кварц, польовий шпат і слюда. Вони є частиною великої групи силікатів, які є сполуками кремнієвої кислоти та інших елементів. Амфіболи і піроксени містять алюміній, калій і залізо.
Деякі з найпоширеніших порід планети', граніт і гнейс, складаються з силікатів. Кисень також часто зустрічається в поєднанні з металевими елементами, які часто є важливими джерелами для гірничих цілей. Ці сполуки можуть входити до складу окисних руд, таких як залізні руди магнетит і гематит.
Сірка також легко з’єднується з металевими елементами, утворюючи сульфідні руди, включаючи галеніт, сфалерит, молібденіт і арсенопірит. Халькопірит (CuFeS2) також є дуже важливим і багатим рудоутворюючим мінералом, який містить мідь. Інші великі групи мінералів, важливі для видобутку корисних копалин, включають галогеніди, такі як флюорит і галіт; карбонати, такі як кальцит, доломіт і малахіт; сульфати, такі як барит; вольфрами, такі як ашееліт; і фосфати, такі як апатит. Рідко деякі елементи можуть виникати природним шляхом, без поєднання. Важливими з них є метали золото, срібло і мідь, а також вуглець у вигляді діамантів і графіту. Властивості та характеристики Правда кажуть, що мінералізація рідко буває чистою. Натомість він зазвичай змішаний, що складається як з однорідних, так і з гетерогенних структур. На польовий шпат припадає майже 50% мінерального складу Землі', за ним йдуть мінерали піроксену та амфіболу, а потім кварц і слюда, що становить близько 90% Землі's кірка.
Крім того, мінерали мають широкий спектр властивостей і характеристик, і саме вони визначають найкращий спосіб їх добування.
Типовими характеристиками є:
• Твердість
• Щільність
• Колір
• Смуга
• Блиск
• Перелом
• Розщеплення
• Кристалічний
Форма Розмір частинок і ступінь гідратації мінералу (змішаного з водою) вказують на поведінку породи під час розкопок (див. геологічні методи, стор. 25).
Твердість зазвичай оцінюють за 10-бальною шкалою Мооса. Щільність мінералів світлого кольору зазвичай нижче 3. Виняток становлять барит або важкий шпат (сульфат барію – BaSO4 – щільність 4,5 г/см3), шеєліт (вольфрамат кальцію – CaWO4 – щільність 6,0 г/см3) і церусит (карбонат свинцю – PbCO4 – щільність 6,5 г/см3).
Мінерали темного кольору з невеликою кількістю заліза та силікатів мають щільність від 3 до 4. Мінеральні метали мають щільність понад 4, а золото має дуже високу щільність 19,3.
Мінерали з вольфрамом, осмієм та іридієм зазвичай ще більш щільні. Хоча щільність рудоутворюючих мінералів може бути високою, загальна щільність руди повністю залежить від вміщуючої породи, де ці мінерали існують.
Смужка — це колір мінерального порошку, який утворюється, коли мінерал подряпають або труть об неглазуровану білу порцеляну, який може відрізнятися від кольору мінеральної маси.
Злам - це поверхнева характеристика, що виникає при розламі шматка мінералу, і зазвичай вона нерівна в тому чи іншому напрямку. Спайність означає властивості кристала
що дозволяє його розколювати вздовж плоских поверхонь. Як руйнування, так і спайність можуть бути важливими для структури гірських порід, що містять значну кількість відповідних мінералів. Порода зазвичай складається із суміші матеріалів. Порода може не тільки поєднувати властивості цих мінералів, але й проявляти властивості, що випливають із способу, яким породи утворювалися або згодом змінювалися під впливом тепла, тиску та інших сил у земній корі'. Порівняно рідко можна знайти однорідну гірську масу, а такі розриви, як розломи, заповнені подрібненим матеріалом, великі невідповідності стиків і залягання, важко передбачити.
Ці розриви також важливі не тільки для структурної цілісності шахти та отримання доступу до родовищ корисних копалин, але також як шляхи для рідин, які викликають концентрацію мінералів у Землі. Щоб видобуток корисних копалин був економічно вигідним, корисні копалини повинні бути присутніми в достатній концентрації, щоб їх можна було видобувати, і в скельних структурах, які можна безпечно та економно розкопувати. Також має бути можливим економне збагачення мінералів. Для розробки та експлуатаційного буріння гірська порода повинна бути правильно оцінена, оскільки результати вплинуть на прогнозовану швидкість буріння, якість свердловини та вартість бурової сталі. Щоб визначити загальні характеристики гірських порід, необхідно розрізняти мікроскопічні та макроскопічні властивості.
Оскільки гірська порода складається з зерен різних мінералів, її мікроскопічні властивості включають:
• Мінеральний склад
• Розмір зерна
• Форма і розподіл зерна
• Якщо зерна є пухкими або склеєними разом, ці фактори включають такі властивості породи, як твердість, абразивність, міцність на стиск та щільність. У свою чергу, ці властивості породи визначають швидкість проходки, яка може бути досягнута при бурінні розвідувальних свердловин, і ступінь зносу бурового обладнання. За деяких обставин певні характеристики корисних копалин безпосередньо впливатимуть на метод видобутку. Багато солей, наприклад, особливо еластичні і можуть поглинати удар від вибуху. Хороші та погані умови На сьогоднішній день найкращим пластом для буріння є тверда тверда порода. Швидкість проникнення вище, знос витратних матеріалів низький, а відхилення отворів менше. І навпаки, якщо пласт є м’якшим і має тріщини та шари, відхилення отвору збільшується, витратні матеріали швидше зношуються, швидкість проникнення нижча, а ризик застрягання або втрати частин керна вищий. Також може бути складніше утримувати отвір відкритим і запобігти його руйнуванню. Промивання отвору також надзвичайно важливе і може змінити успіх чи невдачу під час свердління. Однією з поширених проблем є втрата води. Це відбувається, коли буріння проводиться в поганих скельних утвореннях з великою кількістю тріщин, через які велика частина води може стікати. Чим більше буде тріщин, тим більше буде втрачено води. В умовах більш фрагментованої породи вода часто може повністю втрачатися, що вкрай негативно впливає на процес буріння, пошкоджуючи обладнання та заклинюючи бурильні штанги в свердловині. Техніка промивання водою сильно відрізняється в залежності від породи. В умовах твердих гірських порід можливість використовувати тільки воду є вищою, тоді як у м’яких породних утвореннях часто виникає потреба у використанні полімерів або грязі. Промивання проводиться з кількох причин. Це трохи охолоджує,
очищає вибій перед долотом і виводить стружку на поверхню, зменшує тертя між штоком і отвором і зменшує вібрації в бурильній колоні.
Промивання свердловини в нестабільних пластах набагато складніше, ніж у твердих пластах, оскільки необхідно стежити за густиною та в’язкістю рідини, яка використовується для промивання свердловини. Також необхідно, щоб бурильник розумів взаємозв'язок між цими параметрами і стабільністю в свердловині, здатністю рідини транспортувати пісок і тріску на поверхню, здатність контролювати втрати води і здатність створювати фільтрувальний корж. в отвір. Промивання в цих несприятливих умовах використовується також і для інших причин, наприклад, для стабілізації отвору, герметизації тріщин і збільшення здатності вивести живці на поверхню.
Завдання для бурильщика Сьогодні буровики стикаються з низкою різноманітних проблем, не в останню чергу в тому, що геологи вимагають все більших і більших зразків керна. Чим більше вибірка, тим більше інформації можна отримати. Це, звичайно, передбачає наявність бурових установок, які можуть обробляти ці керни великого розміру на заданій глибині.
Необхідні глибини також стають глибшими через те, що дрібніші поклади вже видобуваються. Крім того, несприятливі гірські утворення ускладнюють роботу бурильника, оскільки тоді важче витягти зразки керна, які мають хорошу якість та цілі за прийнятною ціною. Сучасні бурові установки для розвідувальних бурів здатні задовольнити ці вимоги та водночас підвищити продуктивність, що дає змогу розвідувальному буровику збільшувати прибутки. Однією з основних переваг є те, що ці бурові установки надають більш детальну інформацію про різні параметри, що дає змогу бурильщику уважніше стежити за подіями під час буріння та вживати будь-яких необхідних заходів, перш ніж щось піде не так. Крім того, інновації в техніці In-The-Hole (ITH) також полегшують життя, допомагаючи бурильщику гарантувати, що овершот правильно з’єднаний під час вилучення керна. Це зменшує потребу в технічному обслуговуванні обладнання ITH і покращує алмазні коронки. Якщо є можливість покращити продуктивність алмазних сверток, то та ж сама коронка прослужить довше. Це означає, що інтервали між змінами долота стають довшими, а продуктивність зростає. Зміна біта займає багато часу. Чим глибше отвір, тим більше часу витрачається на спрацьовування стрижнів у нього та виходу з нього. Бачення автоматизації Безсумнівно, що більшість компаній, що розробляють обладнання для колонкового буріння, зосереджені на підвищенні рівня автоматизації геологорозвідувальних робіт. Спочатку це може бути обмежено, наприклад, щоб установка могла автоматично бурити одну штангу під час зміни зміни. Але зрозуміло, що мета полягає в тому, щоб автоматизувати більше, щоб врешті-решт уможливити автоматичне завершення всієї подорожі.
Однак мати можливість повністю автономно керувати установкою для колонкового буріння – це дуже довгострокове бачення. Установки колонкового буріння набагато складніші, ніж установки для бурово-вибухових робіт. Можна стверджувати, що розробка обладнання для колонкового буріння більше зосереджена на вилученні детальних даних з бурової установки, які можуть дозволити бурильщику проаналізувати саме те, що відбувається під час процесу буріння. На додаток до цього, розробники також зосереджені на збільшенні обсягу даних, які можна отримати з кожної бурової установки, щоб можна було вивчати відмінності між різними бурильниками та гірськими утвореннями. Інші нововведення, які розробляються, включають передачу даних на віддалені об’єкти, щоб інформувати бурильників про те, коли настав час для технічного обслуговування та коли подія потенційно може призвести до поломки.
Джерело: Epiroc China
Якщо виникли питання, як підвищити ефективність буріння, і як правильно вибрати імпрегновані алмазні коронки, розгортки та відповідні бурильні штанги, зв’яжіться з нашим технічним консультантом безкоштовно.WhatsApp: +86-188 5151 3960
GEO EQUIP TECH WUXI
https://www.cgegtech.com/
