Алмазное бурение высверливанием скважин в толще горных пород с помощью буровых коронок

Информация - Геодезия и Геология

Другие материалы по предмету Геодезия и Геология

Скачать Бесплатно!
Для того чтобы скачать эту работу.
1. Подтвердите что Вы не робот:
2. И нажмите на эту кнопку.
закрыть



 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Алмазное бурение высверливанием скважин в толще горных пород с помощью буровых коронок

 

 

Бурение скважин в толщах горных пород, слагающих земную кору, в широких масштабах применяется при поиске и разведке месторождений полезных ископаемых, а также при эксплуатации нефтяных и газовых залежей. Не обойтись без бурения и при выполнении всевозможных взрывных и инженерно-геологических работ, предшествующих возведению крупных зданий, плотин и многих других объектов.

В техническом отношении наиболее совершенным является вращательное алмазное бурение, которое осуществляется высверливанием скважин в толще горных пород с помощью буровых коронок, армированных алмазами. Коронки, армированные алмазами, повышают скорость бурения в 8-15 раз по сравнению с бурением, основанным на применении твердосплавных или дробовых коронок.

Наилучшими алмазами для бурения считаются тонкозернистые плотные карбонадо, поскольку они обладают повышенной твердостью и наименее подвержены раскалыванию. На втором месте стоят шаровидные балласы и небольшие монокристаллы алмаза округлой формы. На изготовление буровых коронок ежегодно расходуется около 0.6 тонны камней, что составляет примерно 10 % общего количества добываемых в мире технических алмазов.

Применение алмазных резцов и сверл на обработке цветных и черных металлов, твердых и сверхтвердых сплавов, стекла, каучука, пластмасс и других синтетических веществ дает огромный экономический эффект по сравнению с использованием твердосплавного инструмента. Чрезвычайно важно, что при этом не только в десятки раз повышается производительность труда, но одновременно значительно улучшается качество продукции. Обработанные алмазным резцом поверхности не требуют шлифовки, на них практически отсутствуют микротрещины, в результате чего многократно увеличивается срок службы получаемых деталей.

Совершенно незаменимы алмазы при вытачивании опорных рубиновых камней, используемых в часовых и многих других точных механизмах, а также при правке шлифовальных кругов.

Практически все современные отрасли промышленности, в первую очередь электротехническая, радиоэлектронная и приборостроительная, в огромных количествах используют тонкую проволоку, изготавливаемую из различных металлов. При этом предъявляются строгие требования к круговой форме и неизменности диаметра поперечного сечения проволоки при высокой чистоте поверхности. Такая проволока из твердых металлов и сплавов может быть изготовлена лишь с помощью алмазных фильер. Фильеры представляют собой пластинчатые алмазы с просверленными в них тончайшими (от 0.5 до 0.001 мм) отверстиями.

Широкое применение в промышленности находят и алмазные порошки. Их получают путем дробления низкосортных природных алмазов, а также изготавливают на специальных предприятиях по производству синтетических алмазов. Алмазные порошки используются в дисковых алмазных пилах, мелкоалмазных буровых коронках, специальных напильниках и в качестве абразива. Однако, как и в любой отрасли, образуются отходы, и алмазосодержащая отрасль не исключение.

Традиционно основным сырьем для производства силикатных материалов автоклавного твердения является кварцевый песок. В то же время по России общий объем отходов промышленности ежегодно составляет миллиарды тонн, большая доля которых это попутно добываемые скальные породы и песчано-глинистые отложения незавершенной стадии глинообразования, характеризующиеся разнообразием вещественного состава и свойств.

Поэтому в настоящее время особую актуальность приобретают задачи расширения и замены традиционного сырья, для производства силикатных материалов, более дешевыми, доступными и эффективными сырьевыми материалами. Это позволит производить стеновые материалы, сочетающие в себе высокие конструктивные, декоративные и эксплуатационные качества с относительно низкой стоимостью.

В Архангельской области при добыче и обогащении алмазосодержащих руд, заключающейся в переработке горных пород, образуются огромные скопления техногенных отходов, большую долю, которых составляют песчано-глинистые отложения.

Состав отходов варьируется в зависимости от глубины залегания на вскрышные песчано-глинистые породы (на глубине до 200 м) и более глубинные высокомагнезиальные (сапонит-серпентинового состава) породы.

Известно использование глинистых пород КМА для производства силикатных материалов гидротермального твердения [1], а так же магнийсодержащего сырья, преимущественно железных руд Ковдорского и Качканарского ГОКов, как минерального сырья для производства различных строительных материалов и изделий: вяжущих веществ, бетонов, растворов, керамики, глазурей и т.д. [2, 3].

В БГТУ им. В.Г. Шухова под руководством д.т.н., профессора В.С. Лесовика ведется разработка ряда технологий по производству строительных материалов и изделий на основе пород Архангельской алмазоносной провинции.

Одним из перспективных направлений в настоящее время является производство прессованных силикатных материалов автоклавного твердения на данном техногенном сырье.

Изучаемые породы вводили в состав путем совместного помола с известью и последующим смешиванием с остальными компонентами смеси. Результаты испытаний показали, что с использованием исследуемого сырья можно получить силикатный кирпич мар

s