Механическое бурение ледников с очисткой забоя сжатым воздухом


https://doi.org/10.31857/S2076673422010114

Полный текст:




Аннотация

Проведён обзор и анализ зарубежного и отечественного опыта бурения льда с применением сжатого воздуха в качестве очистного агента. На основании анализа обзора предложен способ, отличительная особенность которого – использование буровых снарядов на грузонесущем кабеле с обратной призабойной циркуляцией воздуха. Установлены достоинства и недостатки данного метода, а также распространённых на сегодняшний день технологий бурения снежно-фирновых горизонтов. Сформулирован комплекс научно-исследовательских работ, проведение которых позволит создать новый электромеханический снаряд для реализации предлагаемого способа.

Об авторах

А. В. Большунов
Санкт-Петербургский горный университет
Россия
Санкт-Петербург


Д. А. Васильев
Санкт-Петербургский горный университет
Россия
Санкт-Петербург


С. А. Игнатьев
Санкт-Петербургский горный университет
Россия
Санкт-Петербург


А. Н. Дмитриев
Санкт-Петербургский горный университет
Россия
Санкт-Петербург


Н. И. Васильев
Санкт-Петербургский горный университет
Россия
Санкт-Петербург


Список литературы

1. Fourteau K., Arnaud L., Faïn X., Martinerie P., Etheridge D., Lipenkov V., Barnola J. Historical porosity data in polar firn // Earth System Science Data. 2020. № 12. P. 1171–1177. doi: 10.5194/essd-12-1171-2020.

2. Whelsky A.N., Albert M.R. Firn permeability impacts on pressure loss associated with rapid air movement drilling // Cold Regions Science and Technology. 2016. V. 123. P. 149–154. doi: 10.1016/J.COLDREGIONS.2015.11.018.

3. Гляциологический словарь / Под ред. В.М. Котлякова. Л.: Гидрометеоиздат, 1984. 564 с.

4. Верес А.Н., Екайкин А.А., Липенков В.Я., Туркеев А.В., Ходжер Т.В. Первые данные о климатической изменчивости в районе ст. Восток (Центральная Антарктида) за последние 2000 лет по результатам изучения снежно-фирнового керна // Проблемы Арктики и Антарктики. 2020. № 66 (4). С. 482–500. doi: 10.30758/0555-2648-2020-66-4-482-500.

5. Капица А.П. Опыт бурения льда в Антарктиде с очисткой забоя воздухом // Бурение геологоразведочных скважин колонковым способом с очисткой забоя воздухом. М.: Госгеолтехиздат, 1958. С. 78–81.

6. Lange G.R. Deep rotary core drilling in ice. Hanover, New Hampshire: USA CRREL, 1973. 47 p.

7. Patenaude R.W., Marshall E.W., Gow A.J. Deep core drilling in ice, Byrd Station, Antarctica. Wilmette, Il-linois: USA SIPRE, 1959. 12 p.

8. Ragle R.H., Hansen B.L., Gow A.J., Patenuade R.W. Deep core drilling in the Ross Ice Shelf, Little America V. Wilmette, Illinois: USA SIPRE, 1960. 10 p.

9. Базанов Л.Д. Опыт колонкового бурения на ледниках Земли Франца-Иосифа // Исследования ледников и ледниковых районов. 1961. № 1. С. 109–114.

10. Tongiorgi E., Picciotto E., de Breuck W., Norling T., Giot J., Pantanetti F. Deep drilling at base Roi Baudouin, Dronning Maud Land, Antarctica // Journ. of Glaciology. 1962. V. 4. № 31. P. 101–110.

11. Кудряшов Б.Б., Бобин Н.Е., Степанов Г.К. Буровой комплекс для проходки скважин на шельфовых ледниках Антарктиды // Разработка и совершенствование технологии алмазного бурения в сложных горно-геологических условиях / Отв. ред. В.И. Васильев. M.: ВПО «Союзгеотехника», 1983. С. 76–81.

12. Talalay P.G. Mechanical Ice Drilling Technology. Singapore: Springer, 2016. 284 p. doi: 10.1007/978-981-10-0560-2.

13. Саватюгин Л.М., Архипов С.М., Васильев Н.И., Вострецов Р.Н., Фритцше Д., Миллер Х. Российско-германские гляциологические исследования на Северной Земле и прилегающих островах в 2000 г. // МГИ. 2001. № 91. С. 150–162.

14. Fritzsche D., Wilhelms F., Savatyugin L., Pinglot J., Meyer H., Hubberten H., Miller H. A new deep ice core from Akademii Nauk ice cap, Severnaya Zemlya, Eurasian Arctic: First results // Annals of Glaciology. 2002. V. 35. P. 25–28. doi: 10.3189/172756402781816645.

15. Bentley C.R., Koci B.R., Augustin L.J.M., Bolsey R.J., Green J.A., Kyne J.D., Lebar D.A., Mason W.P., Shturmakov A.J., Engelhardt H.F., Harrison W.D., Hecht M.H., Zagorodnov V. // Chapter 4: Ice Drilling and Coring. Drilling in Extreme Environments: Penetration and Sampling on Earth and other Planets / Еds.: Y. Bar-Cohen and K. Zacny. Wiley‑VCH Verlag GmbH & amp; Co. KGaA, Weinheim, Germany, 2009. 221–308. doi: 10.1002/9783527626625.ch4.

16. Gibson C., Boeckmann G., Meulemans Z., Kuhl T., Koehler J., Johnson J., Slawny K. RAM‑2 Drill system development: An upgrade of the Rapid Air Movement Drill // Annals of Glaciology. 2020. № 62 (84). P. 1–10. doi: 10.1017/aog.2020.72.

17. Шибаев Ю.А., Чихачев К.Б., Липенков В.Я., Екайкин А.А., Лефевр Э., Арно Л., Пети Ж. Сезонные вариации температуры снежной толщи и теплопроводность снега в районе станции Восток, Антарктида // Проблемы Арктики и Антарктики. 2019. № 65 (2). С. 169–185. doi: 10.30758/0555-2648-2019-65-2-169-185.

18. Hu Z., Talalay P., Zheng Z., Cao P., Shi G., Li Y., Ma H. Air reverse circulation at the hole bottom in ice-core drilling // Journ. of Glaciology. 2019. V. 65. № 249. P. 149–156. doi: 10.1017/jog.2018.95.

19. Кудряшов Б.Б., Кирсанов А.И. Бурение разведочных скважин с применением воздуха. М.: Недра, 1990. 263 с.

20. Олевский В.А. Скорость свободного падения частиц в жидкой среде // Журнал прикладной химии. 1955. Т. 28. № 8. С. 849–856.

21. Гринев К.М. Пневматический транспорт в цементной промышленности. М.: Гос. изд-во литературы по строительным материалам, 1951. 139 с.

22. Шамшев Ф.А., Тараканов С.Н., Кудряшов Б.Б., Парийский Ю.М., Яковлев А.М. Технология и техника разведочного бурения. Учебник. 3 изд., перераб. и доп. М.: Недра, 1983. 565 с.

23. Калинушкин М.П. Пневматический транспорт в строительстве. М.: Стройиздат, 1961. 160 с.

24. Li Z., Zheng B. Mechanism of the movement of dust particles // Blasting. 2003. V. 20. № 4. P. 17–19.

25. Жихарев Е.А. Экспериментальное исследование характера движения частиц в трубопроводах пневматического транспорта // Инженерно-физический журнал. 1959. Т. 2. № 2. С. 25–29.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Большунов А.В., Васильев Д.А., Игнатьев С.А., Дмитриев А.Н., Васильев Н.И. Механическое бурение ледников с очисткой забоя сжатым воздухом. Лёд и Снег. 2022;62(1):35-46. https://doi.org/10.31857/S2076673422010114

For citation: Bolshunov A.V., Vasilev D.A., Ignatiev S.A., Dmitriev A.N., Vasilev N.I. Mechanical drilling of glaciers with bottom-hole scavenging with compressed air. Ice and Snow. 2022;62(1):35-46. (In Russ.) https://doi.org/10.31857/S2076673422010114

Просмотров: 434

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2076-6734 (Print)
ISSN 2412-3765 (Online)