Способ проходки скважин в мерзлых породах

 

Использование: предложенный способ относится к технологиям производства горных и строительных работ и преимущественно может быть использован при бурении взрывных скважин и установке свай в мерзлых породах. Сущность изобретения: основная задача заключается в снижении энергозатрат на проходку скважин. Для достижения поставленной задачи производят подачу рабочего органа на забой и механическое разрушение пород с предварительным оттаиванием приконтактных к рабочему органу слоев путем насыщения забоя скважины теплообразующим реагентом.

Изобретение относится к технологиям производства горных и строительных работ и преимущественно может быть использовано при бурении взрывных скважин и установке свай в мерзлых породах.

Известны способы проходки скважин, включающие подачу рабочего органа на забой и механическое разрушение пород с удалением из скважины буровой мелочи (например, Подэрни Р.Ю., Горные машины и комплексы для открытых работ: Учебник для вузов, - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Недра, 1985, с.92 - 113).

Однако использование известных способов при проходке скважин в мерзлых породах малопроизводительно и связано со значительными энергозатратами на механическое разрушение пород. В первую очередь это обусловлено тем, что оттаивание пород происходит непосредственно при их разрушении за счет трения рабочего органа о забой.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к предлагаемому способу является способ проходки скважин в мерзлых породах, включающий подачу рабочего органа на забой и механическое разрушение пород с предварительным оттаиванием приконтактных к рабочему органу слоев путем принудительного нагрева рабочего органа с последующей теплопередачей от органа на забой (Растегаев И.К. Разработка мерзлых грунтов в северном строительстве, - Новосибирск: ВО Наука, Сибирская издательская фирма, 1992, с.7, 74 - 75, 158 - 165).

Однако при использовании прототипа требуются специальные нагревательные устройства, которые характеризуются значительным энергопотреблением при оттаивании забоя.

Основная задача изобретения заключается в снижении энергозатрат на проходку скважин.

Для достижении поставленной задачи предлагаемый способ проходки скважин в мерзлых породах содержит следующую совокупность существенных признаков: подачу рабочего органа на забой и механическое разрушение пород с предварительным оттаиванием приконтактных к рабочему органу слоев, путем насыщения забоя скважины теплообразующим реагентом.

Так как в прототипе оттаивание забоя осуществляют работой нагревательных устройств, а в предлагаемом способе - насыщением забоя скважины теплообразующим реагентом, то очевидны энергетические преимущества последнего.

Способ проходки скважин в мерзлых породах может быть осуществлен следующим образом.

Бурение скважин в мерзлых рыхлых отложениях осуществляют установкой с двойной буровой колонной с наложением на породоразрушающий инструмент ударной нагрузки (например установкой ВПХР фирмы "Форако", Франция. Для выноса разбуренной породы по внутренней трубе в межтрубное пространство подают сжатый воздух, в который с целью предварительного оттаивания забоя добавляют порошкообразный теплообразующий реагент (например, Al₂(SO₄)₃, CaCl₂, Fe₂(SO₄)₃, MgCl₂, Mg(NO₃)₂, MgSO₄, ПХМ, вещества аммиачной группы и др). При взаимодействии реагента с водой, выступающей на забое в результате таяния льдистой части пород, выделяется значительное количество тепла, способствующее прогреву и оттаиванию забоя. В результате резко возрастает производительность буровой установки при снижении удельных энергозатрат.

Формула изобретения

Способ проходки скважин в мерзлых породах, включающий подачу рабочего органа на забой и механическое разрушение пород с предварительным оттаиванием приконтактных к рабочему органу слоев, отличающийся тем, что оттаивание осуществляют путем насыщения забоя скважины теплообразующим реагентом.