От администрации сайта. В советское время в магаданском институте ВНИИ-1 выполнялись интересные разработки. Об одной из них рассказано в приведенной ниже стате опубликованной в трудах ВНИИ-1 в 1985 году. Сейчас расширители скважин были бы еще более полезны, учитывая снижение содержания золота в песках. К сожалению, судьба этой интересной разработки в послеперестроечное время не сложилась, и о производстве расширителей скважин данных нет.
___________________________
На Северо-Востоке СССР наибольший удельный вес в разведке россыпных месторождений занимают буровые работы, выполняемые станками ударно-канатного действия БУ-20-2УШ. Эти работы отличаются высокой производительностью и низкой стоимостью. Однако разведка скважинами диаметром 200 мм не всегда обеспечивает необходимую достоверность запасов из-за малого объема проб. Особенно это относится к разведке россыпей с низким содержанием металла и россыпей с крупным золотом.
Одним из путей повышения достоверности буровой разведки является создание и применение буровых снарядов для расширения скважин и получение проб большого объема непосредственно по продуктивному пласту при сохранении меньшего диаметра бурения по непродуктивной толще. Это позволит существенно повысить качество разведки и снизить общие затраты на бурение скважин станками ударно-канатного действия.
Предварительный анализ технической и патентной литературы не выявил технических решений по расширению скважин на заданном интервале углубки буровым инструментом станка ударно-канатного действия. Такие известные способы и средства расширения, как бурение скважин увеличенного диаметра на полную глубину, образование взрывных полостей (камуфлетов), растепление или размыв водой экономически невыгодны из-за резкого снижения производительности и удорожания работ. Так, при бурении скважин большого диаметра объем дробленых пород увеличивается в 8–10 раз, соответственно увеличивается и время желонения. При образовании полостей взрывом, растеплением или размывом водой необходимы дополнительное дробление породы до определенной дисперсности, соответствующей извлекающей способности желонки, а также дополнительные затраты на буровзрывные работы, электроэнергию и спецоборудование по растеплению и размыву. Перечисленные способы и средства расширения скважин на Северо-Востоке неприменимы, так как использование их ведет к неоправданному удорожанию геологоразведочных работ.
Для механического расширения скважин диаметрами 200–600 мм по продуктивным отложениям во ВНИИ-1 разработаны и изготовлены в масштабе 1 : 3 три конструктивно различные модели снаряда-расширителя. Испытаны трехлезвиное и однолезвиное долота с принудительным раскрытием расширяющих ножей, а также двухлезвиное долото с естественным раскрытием ножей за счет геометрии режущих лезвий и сопротивления разрушающей породы. Испытания проводились на лабораторном стенде, представляющем собой разъемную металлическую емкость, заполненную твердеющей керамзитобетонной смесью. Состав и прочность смеси подбирали в соответствии с моделированием механического подобия экспериментальной породы естественной породе в россыпи, а также массы расширителя массе натурального долота. Результаты испытаний показали, что трехлезвиное долото наиболее эффективно при разбуривании скважины и дальнейшем бурении сплошным расширенным забоем (рис. 1), подтвердили правильность выбранного направления по конструированию снарядов подобного типа и позволили перейти к проектированию экспериментального образца снаряда-расширителя с последующим изготовлением и испытанием в производственных условиях.
При лабораторных испытаниях модели снаряда-расширителя для контроля диаметра расширенного участка скважины использовался простой в изготовлении и технологии применения скважиномер с ручным приводом (рис. 2).
В 1984 г. во ВНИИ-1 разработан и изготовлен экспериментальный образец снаряда-расширителя (рис. 3), испытания которого проведены в комплексе со станком ударно-канатного действия УКС-22 в районе шахты № 40 прииска «Экспериментальный». В ходе испытаний проводился сравнительный анализ степени буримости, измельчения породы и извлечения бурового шлама при бурении обычным снарядом диаметром 200 мм и снарядом-расширителем. Вначале до верхней границы продуктивного пласта (в данном случае до глубины 4 м) проходили скважину диаметром 200 мм, а затем, уже по продуктивному пласту, — снарядом-расширителем диаметром 520 мм. Бурение велось рейсами по 0,2, 0,4 и 0,6 м; желонение — желонкой ЖМП-150. В период испытаний для контроля диаметра участка скважины применялся скважиномер несколько измененной конструкции. При подъеме скважиномера из скважины колебания раздвижных рычагов через гибкую стальную ленту передаются на реостатный датчик, электрические сигналы с которого по кабелю поступают на миллиамперметр со шкалой, отградуированной на измеряемые диаметры интервалов скважины. Форма скважины, изображенная в трех вертикальных плоскостях, по которым проводились замеры, показана на рис. 4.
Кавернометрия скважин показала, что при бурении лидером с одноперым лезвием идет интенсивная уходка, однако расширение стабилизируется на диаметре 250–300 мм. Чтобы добиться перераспределения ударной нагрузки между лидером и расширяющими ножами, необходимо создать условия, сдерживающие прогрессирующее продвижение лидера с увеличением бокового разрушающего действия. С этой целью одноперое лезвие лидера было заменено на двухперое, а затем на трехперое, тем самым была увеличена длина разрушающей кромки и уменьшена глубина внедрения в породу. Дальнейшее бурение подтвердило правильность принятой посылки — полное расширение скважин достигнуто через 450–500 мм уходки. Вариации замены различных по форме лезвий лидера показали, что их применение находится в зависимости от крепости разрушаемой породы, то есть чем она слабее, тем длиннее должна быть разрушаемая кромка или больше угол заострения лезвия лидера.
В результате проведенных экспериментов установлено следующее: средний диаметр расширенного участка скважины составил 550 мм; объем пробы, полученной из расширенного участка скважины, в 7–8 раз больше, чем при проходке скважины диаметром 200 мм; расход воды на проходку рейса 0,2 м составил 30–50 л; гранулометрический состав бурового шлама расширенного участка скважины идентичен составу продукта дробления обычным долотом; скорость проходки расширенного участка скважины составила в среднем 1 м/ч.
На основании выполненных исследований можно сделать следующие выводы:
Разработанный снаряд-расширитель является работоспособным в условиях разведки россыпей Северо-Востока.
Выбранный способ отбора крупнообъемных проб из продуктивного пласта путем расширения скважин диаметрами 200–600 мм по пескам с использованием станка ударно-канатного действия следует рассматривать как весьма эффективный.
Получение проб увеличенного объема будет способствовать повышению достоверности результатов разведки, что обеспечит правильную оценку россыпных месторождений.
