درک زمین شناسی محل کار در حفاری اکتشاف فوق العاده است. در زیر، مروری بر چگونگی تأثیر کار بر شرایط غالب سنگ.
شرایط زمین شناسی در معدن کاری رو باز تأثیر مستقیمی بر کارایی و اثربخشی کار اکتشاف دارد. از شرایط مطلوب ترین به بدترین، سازندهای سنگ در گودال تعیین استراتژی های حفاری اکتشاف، الزامات تجهیزات، و کیفیت نمونه هایی که می توان به طور منطقی انتظار داشت.
بهره وری در حفاری هسته به بسیاری از پارامترهای مختلف بستگی دارد، اما شرایط سنگ به طور معمول بزرگترین عامل برای تاثیر بر سرعت حفاری، و در نتیجه سطح بهره وری و همچنین هزینه است. مواد معدنی و زمین شناسی ۱۱۸ عنصر شناخته شده که برخی از آن ها به طور طبیعی رخ نمی دهند، اکسیژن تا حد زیادی شایع ترین است که حدود ۵۰٪ پوسته زمین را بر اساس وزن آرایش می کند. سیلیکون حدود ۲۵٪ را تشکیل می دهد و دیگر عناصر مشترک مانند آلومینیوم، آهن، کلسیم، سدیم، پتاسیم، منیزیم و تیتانیوم ۹۹٪ پوسته زمین را تشکیل می دهند. سیلیکون، آلومینیوم و اکسیژن در رایج ترین کانی ها مانند کوارتز، فلدسپار و میکا رخ می دهد. این ها بخشی از گروه بزرگی از سیلیکات ها را تشکیل می دهند که ترکیباتی از اسید سیلیچیک و عناصر دیگر هستند. آمفیبول ها و پیروکسن ها حاوی آلومینیوم، پتاسیم و آهن هستند.
برخی از رایج ترین سنگ های این سیاره، گرانیت و گنیس، از سیلیست ها تشکیل شده اند. اکسیژن همچنین معمولاً در ترکیب با عناصر فلزی رخ می دهد که اغلب منابع مهمی برای اهداف استخراج معادن هستند. این ترکیبات می توانند بخشی از سنگ های اکسیدی مانند آهن آهن مگنتیت و هماتیت را تشکیل دهند.
گوگرد همچنین به آسانی با عناصر فلزی ترکیب می شود تا سنگ های گوگردی از جمله گالنا، اسفالریت، مولیبدنیت و آرسنوپایریت را تشکیل دهد. چالکوپیریت (CuFeS2) همچنین یک ماده معدنی تشکیل کننده سنگ معدن بسیار مهم و فراوان است که حاوی مس است. از دیگر گروه های معدنی بزرگ مهم در استخراج معادن می توان به هالوژنیدهایی مانند فلوریت و هالیت اشاره کرد؛ کربنات ها مانند کلسیت، دولومیت و مالاکیت؛ sulphates مانند barite; tungstates چنین asscheelite; و فسفات هایی مانند آپاتیت. به ندرت، برخی از عناصر می توانند به طور طبیعی، بدون ترکیب رخ دهند. مهم ترین آنها فلزات طلا، نقره و مس، به علاوه کربن به صورت الماس و گرافیت هستند. خواص و ویژگی های آن درست است که می گویند کانی سازی به ندرت خالص است. در عوض معمولاً مخلوط می شود که هم از ساختار همگن و هم ساختار نامتگن تشکیل شده است. فلدسپار تقریباً ۵۰٪ از ترکیب معدنی ترکیب معدنی زمین را به خود می گیرد و به دنبال آن کانی های پیروکسن و آمفیبول و سپس کوارتز و میکا حدود ۹۰٪ پوسته زمین را آرایش می کنند.
علاوه بر این، مواد معدنی دارای خواص و ویژگی های بسیار متنوعی هستند و این ها هستند که بهترین راه برای استخراج آن ها را تعیین می کنند.
ویژگی های معمولی هستند:
سختی
چگالی
رنگ
رگه
لوستر
شکستگی
کلافگی
بلوری
شکل اندازه ذرات و تا چه حد که مواد معدنی هیدراته (مخلوط با آب) نشان دهنده نحوه رفتار سنگ در هنگام حفاری (نگاه کنید به روش های زمین شناسی، p.25).
سختی معمولاً بر اساس مقیاس ۱۰ امتیازی محسن درجه بندی می شود. چگالی کانی های رنگ روشن معمولاً زیر ۳ است. استثناها باریت یا اسپار سنگین (باریم فسفات - BaSO4 - چگالی ۴٫۵ گرم بر سانتی متر مکعب)، شالیت (کلسیم تونگ استات – CaWO۴ – چگالی ۶٫۰ گرم بر سانتی متر مکعب) و سروسیت (کربنات سرب – PbCO4 – چگالی ۶٫۵ گرم بر سانتی متر مکعب) هستند.
کانی های تیره رنگ با مقداری آهن و سیلیکات تراکم هایی بین ۳ تا ۴ دارند. کانی های سنگ معدن فلزی دارای چگالی بالای ۴ هستند، و طلا دارای چگالی بسیار بالایی از ۱۹٫۳ است.
مواد معدنی با تنگستن، اسمیوم و ایریدیوم به طور معمول حتی متراکم تر هستند. اگرچه چگالی معدنی تشکیل کننده سنگ معدن ممکن است بالا باشد، اما چگالی کل سنگ معدن کاملاً به سنگ میزبان بستگی دارد که این کانی ها در آن وجود دارند.
رگه رنگ پودر معدنی تولید شده زمانی که یک ماده معدنی خراشیده و یا مالیده شده در برابر چینی سفید unglazed است که ممکن است متفاوت از رنگ توده معدنی است.
شکستگی مشخصه سطحی است که با شکستن قطعه ای از ماده معدنی تولید می شود و معمولاً در یک جهت یا جهت دیگر ناهموار است. کلافگی خواص یک کریستال را نشان می دهد
که اجازه می دهد تا آن را در امتداد سطوح صاف تقسیم شود. هر دو شکستگی و کلافگی می تواند برای ساختار سنگ های حاوی مقادیر قابل توجهی از مواد معدنی مورد نظر مهم باشد. سنگ به طور معمول از مخلوطی از مواد تشکیل شده است. سنگ ممکن است نه تنها خواص این کانی ها را با هم ترکیب کند، بلکه خواصی ناشی از نحوه تشکیل سنگ ها یا متعاقباً تغییر توسط گرما، فشار و دیگر نیروها در پوسته زمین را نیز از خود نشان می دهد. پیدا کردن یک توده سنگی همگن نسبتاً نادر است و ناهنجاری هایی مانند گسل های پر از مواد خرد شده، عدم انطباق های عمده مفاصل و ملافه ها به سختی پیش بینی می شوند.
این نارضایتی ها نیز مهم هستند، نه تنها برای یکپارچگی ساختاری یک معدن و دسترسی به ذخایر معدنی، بلکه به عنوان مسیرهایی برای مایعاتی که باعث غلظت های معدنی در زمین می شوند. برای اینکه معدن کاری از نظر اقتصادی قابل دوام باشد، مواد معدنی باید در غلظت کافی وجود داشته باشند تا ارزش استخراج و درون سازه های سنگی را داشته باشند که می توانند با خیال راحت و اقتصادی حفاری شوند. همچنین باید غنی سازی مواد معدنی به شیوه ای اقتصادی امکان پذیر باشد. برای توسعه معدن و حفاری تولید، سنگ باید به درستی ارزیابی شود چرا که نتایج نرخ نفوذ مته پیش بینی شده، کیفیت سوراخ و هزینه های فولاد مته را تحت تاثیر قرار. برای تعیین ویژگی های کلی سنگ، باید بین خواص میکروسکوپی و ماکروسکوپی تمایز قائل شد.
از آنجا که سنگ از دانه های کانی های مختلف تشکیل شده است، خواص میکروسکوپی آن شامل موارد زیر است:
ترکیب معدنی
اندازه دانه
• فرم و توزیع دانه
• اگر دانه ها به صورت دسته جمعی شل یا سیمانی شوند، این عوامل شامل خواص سنگ مانند سختی، ساینده بودن، استحکام فشاری و چگالی هستند. به نوبه خود این خواص سنگ میزان نفوذی را تعیین می کنند که هنگام حفاری سوراخ های اکتشافی و میزان سایش بر روی تجهیزات حفاری قابل دستیابی است. در برخی شرایط، ویژگی های معدنی خاصی به طور مستقیم بر روش معدن کاری تأثیر خواهند داشت. به عنوان مثال بسیاری از نمک ها به ویژه الاستیک هستند و می توانند شوک را از انفجار جذب کنند. شرایط خوب و بد تا کنون بهترین شکل گیری برای حفاری سخت است, سنگ جامد. میزان نفوذ بیشتر است، سایش روی مواد مصرفی پایین، و انحراف سوراخ کمتر است. برعکس، اگر شکل گیری نرم تر باشد و ترک ها و لایه هایی داشته باشد، انحراف سوراخ افزایش می یابد، مواد مصرفی سریع تر می پوشند، نرخ نفوذ کمتر و خطر گیر افتادن، یا از دست دادن بخش هایی از هسته، بیشتر است. همچنین ممکن است باز نگه داشتن سوراخ و جلوگیری از فروپاشی آن دشوارتر باشد. برافروختن سوراخ نیز بسیار مهم است و می تواند تفاوت بین موفقیت یا شکست در هنگام حفاری را ایجاد کند. یکی از مشکلات رایج از دست دادن آب است. این اتفاق زمانی رخ می دهد که حفاری در سازندهای سنگ بد با ترک های زیادی انجام می شود که بخش عمده ای از آب می تواند از طریق آن تخلیه شود. هر چه ترک ها بیشتر باشد، آب بیشتری از دست خواهد رفت. در شرایط سنگ تکه تکه تر، آب اغلب می تواند به طور کامل از دست داده است که اثر بسیار نامطلوبی بر فرایند حفاری، تجهیزات آسیب رسان و میله های مته جمینگ در سوراخ دارد. تکنیک برافروختن آب بسته به شکل گیری سنگ تفاوت زیادی دارد. در شرایط سنگ سخت امکان استفاده از آب به تنهایی بیشتر است، در حالی که در سازندهای سافت راک اغلب نیاز به استفاده از پلیمرها یا گل و لای وجود دارد. برافروختن به دلایل متعددی انجام می شود. اون يه ذره رو سرد ميکنه
صورت را در مقابل بیت پاک می کند و تراشه ها را به سطح می آورد، اصطکاک بین میله و سوراخ را کاهش می دهد و ارتعاشات در رشته مته را کاهش می دهد.
برافروختن سوراخ در سازندهای ناپایدار به مراتب پیچیده تر از سازندهای سخت است چرا که لازم است چگالی و ویسکوزیته مایع مورد استفاده برای برافروختن سوراخ را پیگیری کنیم. همچنین لازم است که دریل کننده رابطه بین این پارامترها و ثبات در سوراخ، قابلیت مایع برای انتقال شن و ماسه و تراشه ها به سطح، توانایی کنترل از دست دادن آب و توانایی ساخت کیک فیلتر در سوراخ را درک کند. برافروختن در این شرایط نامطلوب نیز به دلایل دیگری مانند تثبیت سوراخ، ترک های آب بندی و افزایش ظرفیت آوردن برش ها به سطح استفاده می شود.
چالش دریل امروز، دریل های اکتشافی با طیف وسیعی از چالش های مختلف روبرو هستند، نه حداقل این که زمین شناسان خواستار نمونه های هسته ای بزرگتر و بزرگتر هستند. هر چه نمونه بزرگتر باشد می توان اطلاعات بیشتری به دست داد. البته این پیش فرض می کند که دکل های مته ای وجود دارند که می توانند این هسته های اندازه بزرگ را در اعماق مشخص شده اداره کنند.
اعماق مورد نیاز نیز گرفتن عمیق تر با توجه به این واقعیت است که سپرده های کم عمق تر در حال حاضر در حال استخراج. علاوه بر این، سازندهای نامطلوب سنگ، کار دریل کننده را حیله گر تر می کند از آنجا که استخراج نمونه های هسته ای که با کیفیت خوب و دست نخورده با هزینه قابل قبولی هستند، دشوارتر است. دکل های مته اکتشافی امروزی راه درازی را برای پاسخگویی به این خواسته ها و افزایش بهره وری در همان زمان پیش می روند و در نتیجه دریل کننده اکتشاف را قادر می سازد تا درآمدها را افزایش دهد. یکی از مزایای عمده این است که این دکل ارائه اطلاعات دقیق تر در مورد پارامترهای مختلف است که مته را قادر می سازد برای نظارت بر حوادث نزدیک تر در حالی که حفاری و به هر گونه اقدام لازم قبل از چیزی می رود اشتباه است. علاوه بر این ، نوآوری با توجه به در سوراخ (ITH) تکنیک نیز ساخت زندگی آسان تر با کمک به driller برای اطمینان حاصل شود که overshot به درستی در هنگام بازیابی هسته متصل شده است. این امر نیاز به تعمیر و نگهداری بر روی تجهیزات ITH را کاهش می دهد و از بیت های الماس بهبود یافته است. اگر امکان بهبود عملکرد بیت های الماس وجود داشته باشد، همین بیت بیشتر طول خواهد کشید. یعنی فواصل بین تغییرات بیتی طولانی تر می شود و بهره وری افزایش می یابد. تغییر بیت زمان بر است. هر چه سوراخ عمیق تر باشد، زمان بیشتری صرف تریپینگ میله ها در و خارج از آن می شود. چشم انداز اتوماسیون شکی نیست که اکثر شرکت های در حال توسعه تجهیزات حفاری هسته به شدت بر افزایش سطح اتوماسیون در اکتشاف متمرکز شده اند. در ابتدا، این تنها ممکن است محدود باشد، به عنوان مثال برای فعال کردن یک دکل برای حفاری یک میله به طور خودکار در طول تغییر شیفت. اما روشن است که هدف این است که خودکار بیشتر، در نهایت برای فعال کردن یک سفر رفت و برگشت کامل به طور خودکار به پایان برسد.
با این حال، قادر به اجرای یک دکل حفاری هسته ای به طور کامل خودمختار یک دید بسیار بلند مدت است. دکل های حفاری هسته بسیار پیچیده تر از دکل های طراحی شده برای مته و انفجار هستند. مسلما، توسعه تجهیزات حفاری هسته بیشتر در استخراج داده های دقیق از دکل است که می تواند دریل را قادر به تجزیه و تحلیل دقیقا همان چیزی است که در طول فرایند حفاری اتفاق می افتد متمرکز شده است. علاوه بر این، توسعه دهندگان نیز بر افزایش میزان داده هایی که می توانند از هر دکل استخراج شوند متمرکز شده اند، به طوری که می توان تفاوت های بین دریل کننده های مختلف و سازندهای سنگی را مورد مطالعه قرار داد. از دیگر نوآوری های در حال توسعه می توان به انتقال داده ها به سایت های از راه دور برای اطلاع رسانی دریل کنندگان از زمانی که زمان نگهداری است، و زمانی که یک رویداد به طور بالقوه ممکن است منجر به شکست شود، اشاره کرد.
منبع: اپیروک چین
اگر هر گونه سوال برای چگونگی بهبود بهره وری حفاری وجود دارد, و چگونه به انتخاب بیت الماس آغشته به راست, پوسته reaming, و میله های مته مرتبط, تماس با مشاور فنی ما به صورت رایگان.واتساپ: +86-188 5151 3960
ژئو تجهیز فناوری WUXI
https://www.cgegtech.com/
