Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Проведение геологоразведочных, геофизических и маркшейдерских работ на зарубежных рудниках цветной металлургии

..pdf
Скачиваний:
3
Добавлен:
19.10.2023
Размер:
3.81 Mб
Скачать

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Продолжение табл. I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Страна,марки

!Конечный!Глубина

'Число оборо- !

Тип

!Диаметр

'Мощность

!

Масса

Примечание

[диаметр [бурения, !тов шпинделя,[

подачи

 

'штрнг,

[привода,

!

станка,

*

бурения,:

м

об/мин

 

 

J

мм

КВТ

 

кг

 

станков

мм

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

США

До 60

До 180

1500

Дифферен­

 

33,5;42

14

 

900

 

СР-65

 

 

 

 

 

 

 

циально­

 

 

 

 

 

 

 

 

До 50

75;150

 

винтовая

 

 

33,5

3,7 -6

 

95;590

 

Сулливан

До 1000

Бинтовая,

 

 

 

 

 

 

 

гидравли­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ческая

 

 

 

 

 

69; 265

 

Волверайн 3420

38,1

До 150

2500;3000

Дифферент![-33,5

7>5-9,5

 

 

 

 

 

 

ально-винч'О-

 

 

 

 

 

46

100

 

вая

 

 

 

2,8

 

 

 

№325

До 1300

То же

 

 

33,5

 

236

 

* 550

38,1

До 160

До 1100

в Я _

 

 

33,5

4,2

 

256

 

в и в

 

 

 

 

СР-55

31,8

До 160

1800

 

 

33,5

7,5

 

72

 

 

 

 

 

 

Швешя

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д-75

36

75

750;1500

Винтовая

 

 

33

5,5-10

 

75;114

Привод от бен­

 

 

 

 

 

 

 

 

л .с .

 

 

зинового , элек­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

трического или

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пневматичес­

Х-4

50

150

1000:1500;

Дифферент :-33,5

7,5

 

260

кого двигателя

 

Для бурения из

 

 

 

25б0

аяьно-винч 'О-

 

 

 

подземных гор­

ХС-33,5

36

125

 

вая

 

 

 

 

 

 

ных выработок

360{700:

То же

 

 

33,5

5,5

 

180

 

 

 

 

98011460;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1975

 

 

 

 

 

 

 

 

Продолжение табл . I

 

 

 

Глубина

«

г

в ж

бурения,

 

станков

мм

 

 

 

 

Даймек-250

36

До 350

Д 200

36

До 350

Великобштяния

 

Холмен

38,1

До 150

Эдико-Хайдрек 76 и

До 150

 

ФРГ

более

 

 

 

 

ДВ-Ю

66

 

Чехословакия

 

сг

- 100

56

До 100

 

Япония

 

 

Число обо -

! Тип

!Диаметр

!Мощность

!

Масса,

!

ротов шпин-

!подачи

{штанг,

'привода,

!

станка,

! Примечание

деля.

 

!

КВТ

 

кг

!

Об/1

 

 

 

 

 

 

150-2500

Гидравли- 33-55

15-25л .с.

 

350;1100

Для бурения из

 

ческая

 

 

 

 

подземных горных

8 скоростей

То же

33,5;42;

12-15л .с.

 

450

выработок

 

 

(340-1285)

 

 

 

 

 

До 3000

Пневмати33,5

 

 

81,5

 

70-700

ческая

 

 

 

 

 

Гидравли-•

 

 

1280

 

 

ческая

 

 

 

 

 

1000

То же

42

7,5

 

530

 

До 400

 

42

3,7

 

125

 

LS - Д

До 60

До

100

250:500;

Днфференци33.5; 3 ,7 -5 ,6

290

 

 

 

 

 

ЮОО

ально-вин- 42

 

 

т з - 6В

 

До

117

160|260

товая

I

 

 

 

Гидравли-

-

500

Удобен для бу­

 

 

 

 

460;860

ческая

 

 

рения из под­

земных вырабо­ ток

Продолжение табл . I

Страна, марки

Конечный Глубина

Число о бо - !

станков

диаметр

бурения,

ротов шпин-!

 

бурения,

м

деля,

 

мм

 

об/мин

Олимпас

60

200-300

100;300:

 

 

 

600;1000

0E-2L

53

200

136;272;

 

 

200

545;9Ю

ОЕ-2

43

150;300:

 

 

 

600;1000

0P-I

48

150

250:500;

 

 

 

1000 или

 

 

 

150:300;

 

43

100

600

KS -4

100-300

SA -I

38

150

1000-1500

Сандер-ЗА

43

50

50: 90;

 

 

 

150

Тип

Диаметр

Мощность

Масса

Примечание

подачи

штанг,

! привода,

станка,

 

мм

 

КВТ

кг

 

Гидравли­

-

7,5

(1 5 л .с .)

600

 

ческая

 

 

 

 

 

То же

-

5,5

(8,5

510

 

 

 

л .с .)

490

 

И

-

5 ,5

(7 ,5 -

 

 

 

 

 

Ь

л .с .)

 

 

 

 

3 ;7 -5 ,5

370

 

 

 

(7 ,5 л .с .)

 

 

П

-

3 ,7 (6 л .с .)

430

 

 

-

9 л .с .

90

 

 

 

2,2

л .с .)

115

 

 

 

(5

 

 

значительная часть станков оснащена шпиндельными враща­ телями с гидравлической подачей;

коробки передач станков обеспечивают широкий диапазон вра­ щения шпинделяs что позволяет использовать разлачные виды поро­ доразрушающего инструмента на оптимальных режимах бурения;

большинство станков имеет универсальный привод, рассчитан­ ный на применение как двигателей внутреннего сгорания, так и электрических и пневматических двигателей.

Особо следует отметить явно выраженную тенденцию конструк­ торских организаций отдельных фирм Канады, США. и Швеции к соз­ данию высокоскоростных буровых станков (до 4000 об/мин), рассчи­ танных на применение бурильных труб из легких сплавов. Послед­ нее следует, по-видимому, объяснить стремлением наиболее эффек­ тивно использовать возможности алмазного породоразрушающего ин­ струмента, показатели работы которого (для большинства пород) возрастают почти прямо пропорционально скорости его вращения.

Дородораз отшаюдшй инструмент

Бурение геологоразведочных скважин за рубежом в подавляю­ щем большинстве производится алмазными буровыми коронками; применение же породоразрушающего инструмента, армированного пластинками твердого сплава той или иной формы, ограничено.

Основными фирмами, специализирующишся на выпуске алмаз­ ных буровых коронок, являются: в США - "Кристенсен", "Вильямс" "Трако", "Дрилинг энд сервис", "Джой мэнуфекчуринг” , "Даймонд

тул рисоч";

в Англии и Канаде - "Дж.К.Смит энд Санс", в Швеции-

"Крелиус

диабор.АБ", в Бельгии -

"Диамант борт"; в Японии -

"Асахи даймонд бит".

 

Коронки и другой инструмент,

применяемые для алмазного бу­

рения, выпускаются в соответствии с двумя различными стандар-

таш -

европейским метрическим и американским

дюймовый,

которые

не

унифицированы между

собой. Соответственно

диа­

метр

алмазных коронок находится

в пределах

36-86 мм

или

3rf?

[ioj.

Европейский стандарт

предусматривает коронки двух

типов,

отличающиеся шириной торца.

Коронки с

меньшей шириной

торца обеспечивают более высокую скорость бурения в твердых по­ родах. Для коронок американского стандарта характерно увеличе­ ние ширины торца по мере роста диаметра.

В США выпускаются следующие виды алмазного ыорсдоразрутающего инструмента: однослойные алмазные коронки для колсяко-

13

вого (кернового) бурения, импрегнированные алмазные коронки, калибрующие расширители для колонкового снаряда и т .д .

В Швеции алмазные коронки и расширители но способу изготов­ ления и размеру используемых алмазных зерен подразделяются на два резко выраженных типа, К п ер вое относятся импрегнированные воронки, ко второму - зернистые. Наибольшее распространение имеют импрегнированные коронки, которыми выполняется примерно

около 80$ общего объема алмазного бурения

[ п ] .

Импрегнированные коронки имеют четыре

типа твердости матри­

цы: Н5 - сверхмягкая, НЗ - мягкая, Н00 - твердая и НВ - сверх­ твердая.

Коронки с матрицей НВ применяются для бурения кварцевых пород и крупнозернистых песчаников. При бурении крайне абразив­ ных песчаников используется модификация матрицы НВ, известная под названием HBW .

Зернистые алмазные коронки изготавливаются с матрицами двух различных твердостей: Н - твердая и ЕН - сверхтвердая. Первые используются в основном при бурении малоабразивных пород (сланцы, доломит и д р .), вторые рекомендуется применять для проходки Очень абразивных пород типа крупнозернистых песчаников.

Вооруженность алмазных коронок (количество, крупность и расположение алмазов) определяется твердостью и вязкостью по­

род. Характеристика вооруженности коронок,

выпускаемых в США,

Японии, Великобритании и Швеции, приведена в табл.

2 .

Характеристика вооруженности коронок

Т а б л и ц а 2

 

 

 

Количество алмазов в коронке, карат

Типы и диаметры

США ("К ш -! Япония

Велико­

Швеция

коронок, мм

стенсен") ("Асахи дай-

британия

("Крелиуо

 

монд бит";

("Да. К.

диабор АБ"

:' СМИТ 8НД

Санс")

ХКГ............... ..............

4

4

 

5,5-9

36

или £Х ..................

8

7-8

9 -II

6-12

45;

46 или АХ .........

10-14

10-13

12-16

9-12

55;

56 или ВХ .........

14-17

13-16

16-20

12-20

65;

66

17-20

17-19

13-23

76 или нх . . . . . . . . .

18-25

22-26

21-30

15-26

Из данных табл. 2 видно, что наименьшее количество алма­

зов в сопоставляемых диаметрах имеют коронки шведского произ­ водства.

14

При бурении на рудные полезные ископаемые в странах» членах СЭВ используется алмазный породоразрушащий инструмент как отечественный, серийное производство которого налажено в Чехословацкой Социалистической Республике, Польской Народной Республикой Социалистической Республике Румынии, советского производства, так и зарубежные образцы фирм "Крелиус диабор АБ", "Диамант борт" и др.

Колонковые сняпялы

Алмазное бурение геологоразведочных скважин с поверхности за рубежом ведется в основном с применением двойных колонковых труб. Колонковые трубы выпускаются двух типов: двойные с вращаю­ щейся внутренней трубой и двойные с неподвижной внутренней тру­ бой. Последние являются результатом совершенствования колонко­ вых труб с вращающейся внутренней трубой. Колонковыми трубами этой конструкции достигается хороший выход керна в породах, в которых раньше с одинарной колонковой трубой получить керн бы­ ло практически невозможно. Кроме того, эти колонковые трубы обеспечивают сокращение расхода буровых коронок и увеличение производительности бурения.

В Швеции фирмой "Крелиус диабор АБ" в основном выпускают­ ся двойные колонковые трубы следующих типов:

типа Т с

наружным диаметром наружной трубы от 36 до 101мм;

типа ТТ (46 и 56 мм);

 

типа Т2 (от 45 до 99 мм);

типа К-3

(от 44 до 143

им);

типа К-36

(64, 74 и 84

мм);

типа Т с

наружным диаметром EX; АХ; БХ и НХ, предназна­

ченные для бурения с использованием инструмента американского стандарта.

Канадская фирма "Дж.К. Смит энд.Санс" выпускает двойные колонковые трубы с наружным диаметром от 28 до 57 мм. В США форма "Джой мэнуфекчуринг" выпускает двойные колонковые трубы с наружным диаметром от 36 до 184 мм.

Успешно расширяется применение двойных колонковых труб для алмазного бурения почти во всех странах-членах СЭВ. При этом в каждой стране разрабатываются свои уникальные конструк­ ции.

Так, основной особенностью двойных колонковых труб тина М (в ПНР) является максимальная защита керна от механических

15

воздействий, а также от вымывания промывочной жидкостью. Другой особенностью колонковой трубы типа М, которая отличает ее от всех зарубежных конструкций аналогичных труб, является способ удаления промывочной жидкости. В действующих конструкциях про­ мывочная жидкость из колонковой трубы удаляется по межтрубному пространству, например "Крелиус К", "ТДХ" или по затрубноцу пространству -"Крелиус Т Фораки" и др. В польских колонковых трубах типа М относительно просим способом получено соединение этих двух систем. Изменение способа промывки в скважине может происходить даже для каждого рейса с помощью простого приспо­ собления (специальных винтов). Это позволяет подбирать оптималь­ ные условия бурения в зависимости от геологических условий [X2J. Дальнейшее совершенствование конструкций двойных колонковых

труб в ПНР идет

по пути изготовления секционных двой­

ных колонковых труб.

Эти .секции позволяют увеличить длину рей­

са, при сохранении основных показателей, характеризующих колон­ ковую трубу - отбор керна, ее устойчивость, механическую ско­ рость и др.

£ последние года за рубежом при алмазном бурении стали широко применяться колонковые трубы со съемной керноприемной трубой. Съемный керноприемник с помощью каната поднимается че­ рез бурильные трубы на поверхность и освобождается от керна, а затем вновь опускается. Необходимо отметить, что обычные бу­ рильные трубы непригодны для работы со съемными керноприемниками из-за небольшого внутреннего диаметра.

Преимущества съемных керноприемников, заключающиеся в резком сокращении затрат времени на спуско-подъемные операции,

при работе под

землей имеют особо важное

значение. Это связа­

но прежде всего

со сложностью проведения

спуско-подъемных опе­

раций в стесненных условиях горных выработок.

При проходке горноразведочных выработок в сочетании с бу­ рением скважин особое внимание уделяется повышению выхода кер­ на, что часто требует сокращения длины рейса и , следовательно, увеличения объема спуско-подъемных операций. В связи с этим за рубежом фирмой "Локгар" (Канада) разработана специальная кон­ струкция керноприемника для отбора керна при бурении скважин из подземных горных выработок. Так же, как и керноприемник, ис­ пользуемый при бурении с поверхности, он состоит из внутренней колонковой трубы, запирающего устройства и узла подвески, обес­ печивающего неподвижность внутренней трубы в процессе бурения.

Однако в отличие от существующих устройств спуск и извле­ чение новых керноприемников осуществляются с помощью гидрав16

 

лической системы станка и практически не зависят от направле­

 

ния бурения скважины. Сменные керноприемники используются при

 

бурении горизонтальных, восходящих и нисходящих скважин. По

 

зарубежным данным, применение съемного керноприемника для под­

 

земного бурения позволяет увеличить производительность по срав­

 

нению с обычным способом проходки скважин при глубине 30 м на

 

7% и

с увеличением глубины до 180 м - на 40$. При подземном бу­

 

рении

станком "Лонгир 34" с использованием сменных керноприем-

 

ников типа "БК-У Лонгир" с целью доразведки месторождения Ред-

 

берн-Майн (Великобритания) выход керна составил практически

 

ioos?

[ т з ] .

 

 

 

 

 

 

Бурильные трубы

 

 

Одним из последних новшеств в разведочном колонковом буре­

 

нии за рубежом является внедрение бурильных труб из алюминие­

 

вого сплава. Основными преимуществами легкосплавных бурильных

 

труб являются:

 

 

 

 

 

одинаковая прочность со стальными бурильныш трубами;

 

 

небольшой вес;

 

 

 

 

повышенная стойкость

против коррозии;

 

дах;

высокая износоустойчивость при бурении в абразивных поро­

 

 

 

 

 

 

лучшая способность сохранять прямолинейность при бурении

 

скважин;

 

 

 

 

 

возможность их применения без высадки концов, что сохра­

 

няет одинаковую толщину стенки трубы по всей ее длине.

 

 

В течение последних 5 дет алюминиевые бурильные трубы дня

 

алмазного бурения получили широкое распространение в Швеции,

 

хотя их внедрение в других странах происходит медленнее.

 

 

Основные технические данные алюминиевых бурильных труб,

 

производимых компанией "Крелиус диабор АБ" (Швеция),представле­

 

ны в табл. 3 .

 

 

 

 

 

Сравнительная весовая характеристика стальных и алюминие­

 

вых труб приведена в

табл.

4 .

 

 

Таким образом,

масса I

м алюминиевых труб в 2 ,1 -2,15 раза

 

меньше, чем стальных, Столь резкое снижение веса колонны буриль­

 

ных труб в известной мере способствовало достижению ощутимого

|

прогресса при конструировании буровых станков и позволило перей­

 

ти на бескопровый подъем бурильных труб при проходке более глу­

 

боких скважин, чем это

было ранее, когда использовались толь­

 

ко стальные трубы»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

3

 

 

Типоразмеры алюминиевых бурильных труб

|j4j

 

Наружный

{Внутренний

 

{Толщи- {Длина

?

Масса, кг

 

диаметр, мм{диаметр, мм!на стенйбуриль*

 

{ниппеля

 

б у -

!нкп- !б у -

!нип-

 

!ки бу - !ных

! I м бу -

 

{рильных!труб,

{рильных

!

 

риль-!пеля !риль-!пеля

{труб, !

мм

!труб

!

 

ной

 

I {ной

!

!

мм

!

!

 

!

 

трубы

трубы

 

 

 

 

 

 

 

 

33,5

33

21

15

 

6,0

500

 

1,5

1,0

 

 

 

 

 

 

 

1500

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6000

 

 

 

 

43

43

30

22

 

6,5

500

 

2,0

1,6

 

 

 

 

 

 

 

1500

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6000

 

 

 

 

53

53

3?

22

 

8,0

500

 

3,1

3,1

 

 

 

 

 

 

 

1500

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

4

 

 

Весовая характеристика труб ( и ]

 

 

Наружный диаметр

 

Масса I

м бурильных труб,

кг

 

бурильных труб,

 

алюминиевых

 

стальных

 

мм

 

 

 

 

 

33,5

 

 

 

1.5

 

 

3,2

 

 

43,0

 

 

 

2,0

 

 

4,3

 

 

53,0

 

 

 

3,1

 

 

6,5

 

Вместе с тем необходимо отметить, что несмотря на указан­ ные выше преимущества, следует тщательно оценить экономические стороны внедрения легкосплавных труб. Алюминиевые бурильные трубы вследствие сложного технологического процесса изготовле­ ния пока значительно дороже стальных бурильных труб.

Тйиттипяи развития методов бурения

 

Б настоящее время за рубежом при бурении геологоразведоч­

ных

широкое распространение подучило комбинированное

18

бурение. Этот способ предполагает применение в процессе бурения различных видов инструмента в соответствии с его назначением и областями применения. Такое использование бурового инструмен­ та дает возможность достигнуть наиболее высоких технико-эконо­

мических показателей бурения. Наиболее распространенным являет­ ся сочетание колонкового и бескернового бурения. Улучшение до­ стоверности геологической документации при бескерновом бурении обеспечивается рациональным использованием современных методов промысловой геофизики и выборочным взятием проб как из забоя с помощь© колонковых долот, так и со стенок скважины с помощью боковых грунтоносов и опробователей типа расширителей.

Отличительной особенностью современной технологии алмазно­ го бурения на ряде зарубежных месторождений является применение повышенных скоростей вращения бурового снаряда и увеличенных нагрузок на коронку. Это оказалось возможным при использовании эмульсионных промывочных жидкостей и водных растворов поверхно­ стно-активных веществ. Так, научно-исследовательским институтом Горнорудного управления США в Туин-Сити в результате исследова­ ний установлено, что применение для промывки скважин 0,1$-ного раствора ионного поверхностно-активного вещества (ПАВ) нонилфе- нол-декаэтиленоксида повышает скорость бурения на 35/5. Опытное бурение проведено на медных рудах Верхнего Мичигана. ПАВ кати­ онного типа - ацетат алеиламмония - при концентрации всего 0,01% повысил скорость бурения в указанных условиях на 28$ jj.5] . Бла­ годаря смазывающим свойствам ПАВ повышается срок службы коро­ нок, увеличивается выход керна и облегчается его извлечение.

В последние годы в зарубежной практике наблюдается тенден­ ция к переходу на более малые диаметры бурения при разведке ме­ сторождений рудных полезных ископаемых. Ниже указаны минималь­ но допустимые, диаметры керна скважин алмазного бурения, опре­ деленные по опыту разведки рудных месторождений за рубежом.

Генетические тины месторождений и

Диаметры керна, ш

 

главнейшие промышленные типы руд

 

 

 

Собственно магматические месторождения:

22,2-32

 

медно-никелевые.................................. ..

 

Пегматитовые месторождения:

28,6 -41,3

 

редкометалльные руды ...........................

 

Контактово-метасоматические

 

 

(скарновые месторождения):

28,6

 

медные руды .............................................

 

руда других металлов (золото,

 

 

свинец, цинк)

Я .

 

28,6

19

 

 

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ