Вестник Кольского научного центра РАН. 2016, №2.

инструмента соответствующим выбором соотношения величин этих промежутков с учетом вероятностного характера пробоя сред становится менее однозначной в отношении надежности работы изоляции. Кроме того, соответствующее этому случаю существенное снижение производительности разрушения делает электроимпульсное бурение при диаметре скважин менее 60-80 мм экономически нецелесообразным. Электроимпульсное бурение скважин диаметром 100-150 мм апробировано при бурении взрывных скважин в карьерах и в подземных выработках с использованием как диэлектрических жидкостей, так и воды. По критериям технико-экономической эффективности бурение оправдано при частоте следования 15-20 имп/с. Возможность работы импульсных конденсаторов в таком частотном режиме подтверждена стендовыми испытаниями как отдельно конденсаторов, так и генераторов импульсного напряжения (ГИН) Аркадьева - Маркса. С увеличением диаметра буримых скважин координировать электрическую прочность элементов изоляции и пробивных напряжений породы становится все проще. Возможность увеличения рабочих промежутков в породоразрушающем инструменте способствует повышению производительности бурения. За счет секционирования породоразрушающего инструмента с подключением секций к отдельным источникам импульсного напряжения появляется возможность значительно (пропорционально числу секций) повысить плотность импульсов, подаваемых на забой разрушения и скорость бурения. Парадокс, но с увеличением диаметра скважины механическая скорость электроимпульсного бурения повышается, а удельные энергозатраты процесса бурения снижаются. Впервые на это обращено внимание в монографии [5], в работах последнего времени (см., например, [14]) подтверждено, что скорость бурения возрастает с увеличением диаметра скважины при оптимизации условий бурения: расстояния между электродами, рабочего напряжения, энерговклада, условий промывки. Для получения скорости электроимпульсного бурения, сопоставимой с лучшими показателями механических способов, достаточно частоты следования импульсов 4-6 имп/с. 2. Фактор вида промывочной жидкости. Среда в приэлектродной области породоразрушающего устройства выполняет две функции: во-первых, аналогично буровому раствору при механических способах бурения, выносит из скважины продукт разрушения породы, во-вторых, и это главное, способствует реализации физического принципа процесса электроимпульсного разрушения - внедрения разряда в поверхностный слой твердого тела. В технологических исследованиях электроимпульсного бурения используются диэлектрические и слабо электропроводящие (от деионизованной до уровня технической воды) жидкости. Экспериментально показана возможность электроимпульсного разрушения в паровоздушной среде под давлением [15]. Но это можно рассматривать лишь в плане выявления ограниченного влияния фактора статического давления на разрушаемость породы. Техническую целесообразность и осуществимость предложения, рассматриваемого как перспективное для глубинного бурения скважин, еще следует подтвердить натурными экспериментами, это станет возможным лишь после разработки соответствующих технических средств бурения. Отметим, что предусмотренная выполняемым проектом разработка погружных генераторов высоковольтных импульсов создаст условия для проверки возможности бурения на больших глубинах при высоком статическом давлении. На первом этапе испытания предлагается провести на законсервированной скважине, но, как представляют авторы настоящей статьи, лучше при использовании диэлектрической жидкости в качестве рабочей среды. Реализация процесса в электрически прочном газе под давлением, в вакууме не имеет экспериментального подтверждения и технологически вряд ли осуществима для условий электроимпульсного бурения. Не имеет прямого отношения к принципу электроимпульсного разрушения и эффект разупрочнения материала каналами незавершенного пробоя при воздействии импульсов напряжения наносекундной длительности, реализуемый как в жидкой диэлектрической среде, так и в воздухе (принципиально в любом газе и в вакууме). Это самостоятельный и достаточно эффективный способ разрядно-импульсной обработки материалов, в частности, как один Арктические перспективы электроимпульсного способа разрушения материалов. ВЕСТНИК Кольского научного центра РАН 2/2016(25) 115