Изложены основные результаты научных исследований и разработок кафедры технологии и техники бурения скважин, выполненных или завершенных в 2000 г. В области глубокого бурения во льдах Антарктиды главный результат состоит в разработке проекта экологически безопасного вскрытия подледникового озера Восток - уникального природного образования, комплексное изучение которого вызывает исключительный интерес мировой научной общественности. На леднике Академии наук (арх. Северная Земля) в рамках международной экологической программы PEGAIS пробурена с полным отбором керна скважина глубиной 505 м, в ней выполнены геофизические измерения. Создан новый способ беструбного крепления и изоляции осложненных интервалов скважин с помощью легкоплавких связующих материалов и теплового тампонирующего пенетратора. Разработаны основы теории и технологии ликвидационного тампонирования гидрогеологических скважин с экономически и экологически эффективным применением в составе тампонажных смесей дешевых минеральных отходов горного производства. Результативно продолжены исследования и опытно-конструкторские разработки по комбинированному тепловому и гидродинамическому воздействию на низкодебитные продуктивные горизонты для повышения дебита эксплуатационных скважин на нефть и газ. Уточнены закономерности гидро- и пенотранспорта керна, в последнем случае по одинарной бурильной колонне разработаны новые программы для ЭВМ, позволившие расширить область и повысить достоверность расчетов по регулированию и нормализации циркуляционных и теплообменных процессов при бурении и освоении скважин.
Для экологически безопасного проникновения в подледниковое озеро Восток, обнару- кенное в толще Восточной Антарктиды на глубине 3700 м (площадь более 10 тыс. км 2 , гипотетически пресноводное и содержащее реликтовые формы жизни), требуется разработка новых методов, технологий и технических средств бурения ...
Зародившись в глубокой древности, бурение скважин до второй половины XIX в. оставалось, в основном, ударным на канате или штангах. Вращательное бурение было только ручным и применялось для проходки мелких скважин в слабосвязных породах. Еще за 600 лет до н.э. Конфуций писал о тысячах скважин глубиной до 500 м и даже до 1200 м, пробуренных в Китае на воду и соль. В течение веков древнее изобретение китайцев практически не изменялось. Французские путешественники XIX в. описывали китайскую технологию бурения такой, какой она была более 2,5 тысячелетий назад ...
Энергоемкость процесса бурения льда плавлением многократно выше, чем при механическом разрушении. Существенным преимуществом способа бурения льда плавлением является простота конструкции и надежность термоэлектробуровых снарядов на грузонесущем кабеле, поэтому они получили широкое применение в отечественной практике изучения ледников и ледниковых покровов с помощью глубоких скважин и позволили достичь рекордных результатов.
Глубокое буренИе ледовых отложений в Арктике и Антарктике осуществляется, в основном, электромеханическими к электротермическими буровыми снарядами на грузонесущем кабеле ...
В настоящее время в практику буровых работ все шире внедряется разнообразные физические методы разрушения или разупрочнения горных пород ...
Плодотворная деятельность академика Д. В. Наливкина неразрывно связана с таким этапным событием в истории советской геологической службы, как создание геологической карты СССР. Хотя это и не исчерпало задач геологического картирования, все же проблема стирания «белых пятен» стала терять свою остроту. На первый план выдвинулись задачи повышения эффективности геолого-разведочных работ, в решении которых геологическая карта приобрела роль своеобразного компаса, помогая определять направления поисковых и разведочных работ ...
Расход промывочной жидкости - столь же важный параметр режима бурения, как осевая нагрузка и частота вращения бурового снаряда ...
Развитие технологии алмазного бурения, основывающееся на применении высокоскоростных режимов, нового породоразрушающего инструмента и использовании низкотеплоемких очистных агентов (газожидкостных систем) предъявляет повышенные требования к работоспособности и, в первую очередьк нормализации температурного режима работы алмазного породоразрушающего инструмента ...
Основным показателем, характеризующим процесс бурения-плавления, является скорость бурения. При тепловом способе бурения скорость является обобщающим показателем, зависящим от мощности, подводимой к коронке-нагревателю, осевой нагрузки, геометрической формы коронки, условий удаления продуктов разрушения, от теплофизических свойств материала, из которого изготовлена коронка, и свойств выплавляемой породы (льда) ...
Пена - одна из разновидностей промывочных агентов, особенно перспективна при бурении скважин в осложненных условиях. Практическое освоение этого аффективного технологического средства требует обоснованного расчетами выбора насосного и компрессорного оборудования, проектирования рациональных режимов циркуляции ...
Разработка высокопроизводительного термобурового снаряда для скоростной проходки «сухих» скважин с отбором керна в снежно-фирновых и ледовых отложениях, основанного на использовании водяного пара в качестве промежуточного теплоносителя по принципу «разомкнутой» паровой трубки, вызывает необходимость найти аналитическое выражение сложного теплообмена между конденсирующимся паром и ледовым забоем с учетом экранирующего действия пленки конденсата толщиной д внутри пустотелого кольцевого конденсатора и прослойки талой воды толщиной S , непрерывно образующейся под его рабочим торцом в процессе бурения-плавления ...
Тепловой способ бурения по снежно-фирновым и ледовым отложениям в труднодоступных районах имеет ряд преимуществ перед обычными механическими способами бурения. Он не требует тяжеловесного оборудования и больших энергетических затрат, обеспечивает высокое качество и 100%-ный выход керна, который может быть попользован .для широкого круга исследований: гляциологических, петрографических, кристалломорфологических, геохимических и др ...
С увеличением глубин бурения в настоящее время до 6 —7 тыс. м, а в обозримом будущем до 10—15 тыс. м все более серьезное значение приобретает температурный фактор ...
Первые решения задачи о бурении с одновременным замораживанием проходимых пород, сводящейся к отысканию связи между глубиной фронта замораживания и механической скоростью бурения, носят приближенный характер и содержат параметры, определяемые из «опыта или произвольно ...
Закономерности температурного (режима скважин и горных выработок, особенно в условиях изменения агрегатного состояния окружающих горных пород, описываются исключительно сложными аналитическими выражениями. Значительно упрощают решение этого круга задач понятия коэффициента нестационарного теплообмена и коэффициента интенсификации теплообмена при агрегатном переходе & аг р ...
На площади около 49,7% территории СССР распространена многолетняя мерзлота. Бурение скважин в мерзлых породах связано с рядом специфических трудностей. Слабосвязные рыхлые четвертичные отложения, а также разрушенные коренные породы, сцементированные в мерзлом состоянии льдом, весьма чувствительны к нарушению их температурного состояния. При оттаивании льда такие породы теряют связность и устойчивость, могут приобретать текучесть. Любые мерзлые породы, в том числе монолитные и устойчивые скальные, являются аккумуляторами громадных запасов холода, что также существенно осложняет процессы проведения скважин ...
Целью одновременного с процессом бурения замораживания проходимых талых пород является обеспечение их монолитности и прочности, что дает возможность избежать осложнений, связанных с неустойчивостью рыхлых влажных пород, и получить высокий выход керна ...
В связи с увеличением глубин и интенсификацией процессов бурения возникает практическая необходимость учета тепловых явлений в бурящихся скважинах. Температура промывочной среды становится одним из основных факторов, определяющих успешное проведение буровых работ ...
Важнейшей задачей разведочного колонкового бурения является обеспечение высокого выхода и качества керна—исходного материала для геологического и инженерно-геологического опробования. Анализ производственных данных ряда организаций, занимающихся бурением в многолетнемерзлых породах, показывает, что при бурении с промывкой выход керна по скважине составляет 60—70% Для коренных пород с влажностью 2 — 5% и 20—30% в породах с влажностью 15% и более. В производственных условиях очень часто в целях повышения выхода керна переходят на бурение „всухую". При этом, однако, резко ухудшается качество керна. Происходит частичное или полное его растепление (протаивание) с нарушением структурных характеристик ...
Количественное определение скорости свободного падения гел в жидкой или газообразной среде имеет важнейшее значение в теории гидравлического и пневматического транспорта, гравитационных методов обогащения, для расчета ряда аппаратов, машин, технологических процессов и, в частности, лежит в основе расчета потребного расхода жидкого или газообразного промывочного агента для выноса шлама при бурении скважин. При свободном падении в среде тело достигает конечной скорости, когда сила сопротивления среды становится равной движущей силе веса тела в среде.
