Вестник Кольского научного центра РАН. 2016, №2.

А. Ф. Усов, М. Хи из этапов комбинированного рудоподготовительного процесса с использованием нескольких способов дезинтеграции руды, например, для вскрытия и извлечения драгоценных металлов методами выщелачивания [16-18]. В первоначальном предложении электроимпульсного разрушения был вариант импульсного высоковольтного разрушения горных пород без второго электрода, когда его функцию выполняет электропроводящая породная масса в недрах Земли [1]. Предполагалось, что этот вариант найдет применение при бурении глубоких скважин. Результатов экспериментальной проверки данного предложения представлено не было. Возможность разупрочнения породы каналами незавершенных разрядов, в том числе без ограничений на длительность импульсов напряжения, не вызывает возражений, но технологически вряд ли будет оправдано усложнение схемы средствами механического бурения разупрочненного массива породы. В сравнении с выполнявшимися ранее исследованиями, на основе которых сложились представления об электроимпульсном бурении, в настоящее время подход к выбору промывочной жидкости существенно изменяется. Ранее в проектах электроимпульсного бурения скважин при выборе промывочной жидкости учитывались три главных фактора: влияние электрофизических свойств жидкости на эффективность внедрения разряда в горную породу, фактор пожаробезопасности и фактор стоимости жидкости. В диэлектрических жидкостях эффективность внедрения разряда в горную породу выше, процесс реализуется при менее жестких критериальных условиях пробоя (пробивные градиенты напряжения и крутизна фронта импульсов), в результате производительность процесса и эксплуатационная надежность изоляционных элементов систем передачи импульсов и бурового инструмента выше, чем в недиэлектрической среде. Фактор пожаробезопасности стал учитываться после двух случаев пожара на экспериментальных установках, использовавших в качестве промывочной жидкости дизельное топливо как самую дешевую диэлектрическую жидкость: на испытательном полигоне Научно-исследовательского института высоких напряжений (Томск) и на установке Кольского филиала АН СССР в подземном руднике комбината «Апатит». Однако при использовании альтернативного варианта промывочной жидкости, неогнеопасной и дешевой (по стоимости воды), существенно усложняются условия генерирования импульсов с параметрами (амплитудой и крутизной фронта импульса), обеспечивающими приемлемую эффективность внедрения разряда в горную породу. Это определяется электрическими параметрами электродного устройства бурения (сопротивление и емкость), которые непосредственно связаны с диаметром скважины. Для скважин диаметром 100-250 мм проблемы с генерированием высоковольтных импульсов решались применением схем обострения высоковольтных импульсов и деионизацией воды ионообменными смолами, и использование воды для промывки считалось обоснованным [19]. Применение диэлектрических жидкостей для бурения скважин большого диаметра со значительной металлоемкостью породоразрушающего устройства - вынужденная мера. Для преодоления этого фактора предложены растворы на нефтяной основе [20] со значительной долей воды - известково-битумный раствор. Его рецептура раствора разработана Институтом проблем нефти газа им. И.М. Губкина РАН, исследования электрофизических свойств данного раствора подтвердили эффективность его применения для электроимпульсного бурения [21]. Позднее аналогичный раствор на углеводородной основе был разработан в Институте угля СО РАН [22]. К настоящему времени предложен большой набор негорючих и экологически безопасных растворов на диэлектрической основе, в том числе буровых растворов на масляной основе Versa Pro и Versa Clean, трансформаторной жидкости Midel 7131 и др. Определяющим становится понимание, что электроимпульсное бурение вне зависимости от диаметра скважин следует ориентировать на использование растворов на диэлектрической основе в качестве промывочной жидкости, что не только решает экологические проблемы бурения, но и упрощает электротехническое обеспечение технологии. 116 ВЕСТНИК Кольского научного центра РАН 2/2016(25)