Вестник Кольского научного центра РАН. 2012, №4.

В исследованиях на стенде промывка скважин осуществлялась дизельным топливом. При бурении скважин диаметром 800 мм сплошным забоем в филлитовом сланце при частоте 3-5 имп/с достигнута скорость бурения до 0.2 м/ч с энергоемкостью разрушения 70-80 кгм/см3 (100-120 кВт-ч/п. м). При бурении скважин диаметром 700 мм кольцевым забоем в блоках рисчоррита (коэффициент крепости 16) при частоте следования импульсов 3-4 имп/с получена скорость бурения до 0.1 м/ч при энергоемкости 70 кгм/см3, а в филлитовом сланце - 0.5 м/ч и 140 кгм/см3 соответственно. При расширении скважин электроимпульсным способом в филлитовом сланце при частоте следования импульсов 2-3 имп/с скорость разбуривания скважины от 600 до 800 мм составила 0.7 м/ч, а от 800 до 1000 мм - 1.8 м/ч при энергоемкости разрушения 50 и 30 кгм/см3, соответственно. Обосновано парадоксальное с позиций практики механических способов проходки выработок положение о тенденции роста (практически линейного) механической скорости бурения v с ростом диаметра скважины, обусловленное возможностью повышения плотности энергии на единицу площади забоя при увеличении величины разрядных промежутков в породоразрушающем инструменте. Секционирование породоразрушающего инструмента с подключением секций к отдельным источникам импульсов дает дополнительную возможность практически пропорционально числу секций увеличить подводимую к забою энергию и соответственно скорость бурения. Скорости электроимпульсного бурения скважин различного назначения, приведенные к частоте следования импульсов 1 импульс в сек., представлены в табл. 2. С увеличением диаметра буровых снарядов в некотором отношении упрощается решение электротехнических проблем - передачи импульсов на забой и обеспечения надежности изоляции токоподвода, расширяются возможности применения погружных источников импульсного напряжения и секционирования инструментов. Но по условиям формирования импульсов напряжения при диаметре скважин свыше 300-400 мм с промывкой водой этого уже недостаточно, и требуется применение специальных схем и технических мер. Поэтому в случаях, когда нет технологически обусловленных ограничений на применение рабочей жидкости на органической основе, рациональней использовать диэлектрические растворы на нефтяной основе, технология приготовления которых была разработана еще в 1960-е гг. XX в. с участием Института нефтехимического синтеза им. Губкина. Электроимпульсное резание горных пород В КНЦ предложены и исследованы различные типы устройств для резания и поверхностной обработки массива и блочного камня, проходки в массиве щелей изменяемой конфигурации [28-29]. При резании в технической воде длина щели может достигать 0.35 м, а удельные энергозатраты составили 4-6 кВт-ч/м по песчанику и 3.5-4.5 кВт-ч/м по известняку. Потенциальная скорость резания (при частоте следования импульсов 20-25 в секунду) оценивается в 2-2.5 м2/ч. Эффективность применения новых технических средств повышается, если принципиально важным является требование исключить нарушение сплошности массива вне забоя. Это может найти использование в таких целях, как: • добыча и обработка природного камня и, в первую очередь, уникального декоративного камня (в том числе вырезка заготовок архитектурных форм); • зачистка скальных оснований под сооружения при строительстве объектов на суше и под водой (гидротехнические сооружения, дноуглубительные работы под газо- и нефтепроводы), в городской черте с ограничениями на проведение взрывных работ; • отбор проб материала с геологических обнажений, с поверхности горных выработок, с бетонных контейнеров захоронения радиоактивных и химических отходов; • зачистка поверхностей массива и блоков от поверхностного радиоактивного и химического загрязнения; • проходка отрезных щелей с целью ограничения воздействия на массив взрывной отбойки при сооружении выработок различного назначения. 185