המדריך לגיאולוגיה של המקדחה

הבנת הגיאולוגיה של אתרי עבודה היא בעלת חשיבות עליונה בקידוחי מחקר. להלן סקירה של האופן שבו העבודה מושפעת מתנאי הסלע השוררים.

התנאים הגיאולוגיים בכריית בור פתוח יש השפעה ישירה על היעילות והיעילות של עבודת המחקר. מהתנאים הנוחים ביותר לגרוע ביותר, תצורות הסלע בבור קובעות אסטרטגיות קידוח חיפוש, דרישות ציוד ואיכות הדגימות שניתן לצפות באופן סביר.

הפרודוקטיביות בקידוחי הליבה תלויה בפרמטרים רבים ושונים, אך תנאי הסלע הם בדרך כלל הגורם הגדול ביותר להשפיע על מהירות הקידוח, ולכן רמת הפרודוקטיביות כמו גם העלות. מינרלים וגיאולוגיה של 118 היסודות הידועים, שחלקם אינם מתרחשים באופן טבעי, חמצן הוא ללא ספק הנפוץ ביותר, המהווה כ -50% מקרום כדור הארץ לפי משקל. סיליקון יוצר כ -25% ואלמנטים נפוצים אחרים כגון אלומיניום, ברזל, סידן, נתרן, אשלגן, מגנזיום וטיטניום מהווים 99% מקרום כדור הארץ. סיליקון, אלומיניום וחמצן מתרחשים במינרלים הנפוצים ביותר כגון קוורץ, פצלת ים ונציץ. אלה מהווים חלק מקבוצה גדולה של סיליקטים שהם תרכובות של חומצה סיליץ ואלמנטים אחרים. אמפיבולים ופירוקנסים מכילים אלומיניום, אשלגן וברזל.

חלק מהסלעים הנפוצים ביותר בעולם, גרניט וגניס, מורכבים מסיליקטים. חמצן מתרחש גם בדרך כלל בשילוב עם אלמנטים מתכתיים, אשר לעתים קרובות מקורות חשובים למטרות כרייה. תרכובות אלה יכולות ליצור חלק עפרות חמצוניות, כגון עפרות ברזל מגנטיט המטיט המטיט.

גופרית גם משלבת בקלות עם אלמנטים מתכתיים ליצירת עפרות גופרתיות, כולל גלינה, טפלריט, מוליבדניט וארסנופיריט. Chalcopyrite (CuFeS2) הוא גם מינרל חשוב מאוד בשפע להרכיב עפרות המכיל נחושת. קבוצות מינרלים גדולות אחרות החשובות בכרייה כוללות הלוגנידים כגון פלואוריט והליט; קרבונטים כגון קלציט, דולומיט ומלכיט; סולפטים כגון ברייט; טונגסטייט כזה asscheelite; ופוספטים כמו אפטיט. לעתים רחוקות, אלמנטים מסוימים יכולים להתרחש באופן טבעי, ללא שילוב. החשובים הם המתכות זהב, כסף ונחושת, בתוספת פחמן בצורה של יהלומים גרפיט. מאפיינים ומאפיינים נכון לומר כי מינרליזציה היא לעתים רחוקות טהורה. במקום זאת, הוא בדרך כלל מעורב, המורכב ממבנים הומוגניים והטרוגניים כאחד. פלדספר מהווה כמעט 50% מהרכב המינרלים של הרכב המינרלים של כדור הארץ, ואחריו מינרלים פירוקסן ואמפיבול ולאחר מכן קוורץ ונציץ, המהווים כ -90% מקרום כדור הארץ.

בנוסף, מינרלים יש מגוון רחב של תכונות ומאפיינים, וזה אלה הקובעים את הדרך הטובה ביותר לחלץ אותם.

מאפיינים אופייניים הם:
• קשיות
• צפיפות
• צבע
• פס
• ברק
• שבר
• מחשוף
• גבישי
טופס גודל החלקיקים ואת המידה שבה המינרל הוא hydrated (מעורבב עם מים) לציין את האופן שבו הסלע יתנהג בעת חפירה (ראה שיטות גיאולוגיות, עמ '25).
קשיות מדורגת בדרך כלל על פי סולם 10 הנקודות של מוס. הצפיפות של מינרלים בצבע בהיר היא בדרך כלל מתחת 3. היוצאים מן הכלל הם ברייט או קרב כבד (בריום גופרת – BaSO4 – צפיפות 4.5 גרם / cm3), scheelite (סידן טונגסטאט – CaWO4 – צפיפות 6.0 גרם / cm3) ו cerussite (קרבונט עופרת – PbCO4 – צפיפות 6.5 גרם / cm3).

מינרלים בצבע כהה עם קצת ברזל וסיליקט יש צפיפות של בין 3 ל 4. מינרלים עפרות מתכתיות יש צפיפות מעל 4, וזהב יש צפיפות גבוהה מאוד של 19.3.
מינרלים עם טונגסטן, אוסמיום ואירידיום הם בדרך כלל אפילו צפופים יותר. למרות צפיפות המינרלים יוצרי עפרות עשוי להיות גבוה, צפיפות המחצבים הכוללת תלויה לחלוטין על הסלע המארח שבו מינרלים אלה קיימים.

פס הוא הצבע של אבקת המינרלים המיוצרת כאשר מינרל הוא שרוט או שפשף נגד פורצלן לבן לא מזוקק אשר עשוי להיות שונה מצבע המסה המינרלית.

שבר הוא מאפיין פני השטח המיוצר על ידי שבירת חתיכה של המינרל והוא בדרך כלל לא אחיד בכיוון זה או אחר. המחשוף מציין את תכונותיו של גביש
מה שמאפשר לפצל אותו לאורך משטחים שטוחים. הן שבר והן מחשוף יכולים להיות חשובים למבנה הסלעים המכילים כמויות משמעותיות של המינרלים הנוגעים בדבר. הסלע מורכב בדרך כלל מתערובת של חומרים. הסלע עשוי לא רק לשלב את המאפיינים של מינרלים אלה, אלא גם להציג תכונות הנובעות מהאופן שבו הסלעים נוצרו או שונו לאחר מכן על ידי חום, לחץ וכוחות אחרים בקרום כדור הארץ. נדיר יחסית למצוא מסת סלע הומוגנית, וקשה לחזות את אי-ההפסקות כגון תקלות מלאות בחומר כתוש, מפרקים עיקריים ואי-קונפורמיות של מצעים.

אי-רציפות אלה חשובות גם הן, לא רק בשלמות המבנית של מכרה ובהשגת גישה למרבצי מינרלים, אלא גם כנתיבים לנוזלים הגורמים לריכוז מינרלים בכדור הארץ. על מנת הכרייה להיות בת קיימא מבחינה כלכלית, המינרלים צריכים להיות נוכחים בריכוז מספיק כדי להיות שווה חילוץ ובתוך מבני סלע שניתן לחפור בבטחה ובכלכלה. כמו כן, יש להעשיר את המינרלים בצורה חסכונית. עבור פיתוח מוקשים וקידוח הייצור, הסלע חייב להיות מוערך כראוי כי התוצאות ישפיעו על שיעורי חדירת קידוח צפויים, איכות החור ועלויות פלדה לקדוח. על מנת לקבוע את מאפייני הסלע הכוללים, יש להבחין בין תכונות מיקרוסקופיות ומקרוסקופיות.

כמו סלע מורכב גרגרים של מינרלים שונים, המאפיינים המיקרוסקופיים שלה כוללים:
• הרכב מינרלי
• גודל התבואה
• צורה וחלוקה של התבואה
• אם הגרגרים רופפים או מבוצרים יחד באופן קולקטיבי, גורמים אלה מהווים את המאפיינים של הסלע כגון קשיות, שחיקה, כוח דחיסה וצפיפות. בתורו, תכונות סלע אלה קובעות את שיעור החדירה שניתן להשיג בעת קידוח חורי חיפוש ואת מידת הבלאי על ציוד הקידוח. בנסיבות מסוימות, מאפיינים מינרליים מסוימים ישפיעו ישירות על שיטת הכרייה. מלחים רבים, למשל, הם אלסטיים במיוחד ויכולים לספוג את ההלם מפיצוץ. תנאים טובים ורעים ללא ספק המבנה הטוב ביותר לקידוח הוא סלע קשה ומוצק. שיעור החדירה גבוה יותר, הבלאי על חומרים מתכלים נמוך, וסטיית החור פחות. לעומת זאת, אם המבנה רך יותר ויש לו סדקים ושכבות, סטיית החור עולה, מתכלים ללבוש מהר יותר, שיעורי חדירה נמוכים יותר ואת הסיכון להיתקע, או לאבד חלקים של הליבה, הוא גבוה יותר. זה גם עשוי להיות קשה יותר לשמור על החור פתוח ולמנוע ממנו להתמוטט. שטיפה של החור היא גם חשובה ביותר ויכולה לעשות את ההבדל בין הצלחה לכישלון בעת הקידוח. בעיה נפוצה אחת היא אובדן מים. זה קורה כאשר הקידוח מתבצע בתצורות סלע רעות עם הרבה סדקים שדרכם הרבה מים יכולים להתנקז. ככל שהסדקים גדולים יותר, כך יאבדו יותר מים. בתנאי סלע מקוטעים יותר, המים יכולים לעתים קרובות ללכת לאיבוד לחלוטין אשר יש השפעה שלילית מאוד על תהליך הקידוח, ציוד מזיק מוטות קידוח שיבוש בחור. הטכניקה של שטיפה במים שונה מאוד בהתאם להיווצרות הסלע. בתנאי סלע קשה האפשרות להשתמש במים לבד היא גבוהה יותר, בעוד בתצורות סלע רך יש לעתים קרובות צורך להשתמש פולימרים או בוץ. שטיפה נעשית מכמה סיבות. זה מקרר את החלק,

מנקה את הפנים מול הסיבית ומביא את השבבים לפני השטח, מפחית את החיכוך בין המוט לחור ומפחית תנודות במחרוזת המקדחה.

שטיפה חור בתצורות לא יציבות היא הרבה יותר מסובכת מאשר בתצורות קשות שכן יש צורך לעקוב אחר הצפיפות והצמיגות של הנוזל המשמש לשטוף את החור. כמו כן, נדרש כי המקדח מבין את הקשר בין פרמטרים אלה לבין היציבות בחור, את היכולת של הנוזל להעביר חול ושבבים אל פני השטח, את היכולת לשלוט באובדן מים ואת היכולת לבנות עוגת מסנן בחור. שטיפה בתנאים קשים אלה משמשת גם מסיבות אחרות, כגון ייצוב החור, איטום סדקים והגדלת היכולת להביא את החתכים אל פני השטח.

האתגר של הקידוח כיום, קידוחי המחקר מתמודדים עם מגוון אתגרים שונים, לא פחות כי גיאולוגים דורשים דגימות ליבה גדולות יותר ויותר. ככל שהדגימה גדולה יותר, כך ניתן להשיג יותר מידע. זה מניח מראש, כמובן, שיש אסדות קידוח שיכולות להתמודד עם ליבות בגודל גדול אלה בעומקים שצוינו.

המעמקים הנדרשים נעשים עמוקים יותר גם בשל העובדה כי הפיקדונות הרדודים כבר מופקים. יתר על כן, תצורות סלע שליליות להפוך את העבודה של המקדח מסובך מאז זה קשה יותר לחלץ דגימות ליבה כי הם באיכות טובה ושלמים בעלות מקובלת. אסדות קידוח החיפוש של היום עוברות דרך ארוכה כדי לענות על דרישות אלה ולהגדיל את הפרודוקטיביות בו זמנית, ובכך מאפשרות לקדוח החיפוש להגדיל את הרווחים. אחד היתרונות העיקריים הוא כי אסדות אלה מספקות מידע מפורט יותר על הפרמטרים השונים המאפשרים לקדוח לעקוב אחר האירועים מקרוב יותר בעת הקידוח ולנקוט בכל פעולה הכרחית לפני שמשהו משתבש. בנוסף, חדשנות לגבי טכניקת In-The-Hole (ITH) גם מקלה על החיים על ידי סיוע לקדוחן להבטיח כי overshot מחובר כראוי בעת אחזור הליבה. זה מפחית את הצורך בתחזוקה על ציוד ITH ושיפור של סיביות היהלום. אם ניתן לשפר את הביצועים של סיביות היהלום, אותה סיבית תימשך זמן רב יותר. משמעות הדבר היא שהמרווחים בין שינויי הסיביות מתארכים והפרודוקטיביות עולה. שינוי הסיבית גוזל זמן רב. ככל שהחור עמוק יותר, כך מבלים יותר זמן בהתעת מוטות פנימה והחוצה שלו. החזון של אוטומציה אין ספק כי רוב החברות המפתחות ציוד קידוח ליבה מתמקדות במידה רבה בהגדלת רמת האוטומציה בחיפושים. בתחילה, זה עשוי להיות מוגבל רק, למשל כדי לאפשר לאסדה לקדוח מוט אחד באופן אוטומטי במהלך שינוי משמרת. אבל ברור שהמטרה היא להפוך יותר לאוטומטי, בסופו של דבר כדי לאפשר השלמת נסיעה הלוך ושוב מלאה באופן אוטומטי.

עם זאת, כדי להיות מסוגל להפעיל אסדת קידוח ליבה באופן אוטונומי מלא הוא חזון לטווח ארוך מאוד. אסדות קידוח ליבה הן הרבה יותר מורכבות מאלה המיועדות לקדוח ופיצוץ. ניתן לטעון כי פיתוח ציוד קידוח הליבה מתמקד יותר בהפקת נתונים מפורטים מהאסדה שיכולים לאפשר למקדח לנתח בדיוק מה קורה במהלך תהליך הקידוח. בנוסף לכך, מפתחים מתמקדים גם בהגדלת כמות הנתונים שניתן לחלץ מכל אסדה, כך שניתן ללמוד את ההבדלים בין קידוחים שונים לתצורות סלע. חידושים נוספים בפיתוח כוללים העברת נתונים לאתרים מרוחקים כדי ליידע את הקידוחים מתי הגיע הזמן לתחזוקה, ומתי אירוע עלול להוביל להתמוטטות.

מקור: אפירוק סין

אם יש שאלה כיצד לשפר את יעילות הקידוח, וכיצד לבחור סיביות יהלום ספוגות נכונות, פגזים reaming, ומוטות קידוח הקשורים, ליצור קשר עם היועץ הטכני שלנו בחינם.WhatsApp: +86-188 5151 3960

גיאו אפיק טק וושי

https://www.cgegtech.com/