Северный город: Петербургское ноу‑хау помогает в бурении геолого‑разведочных скважин на «Маяке»
Уникальный прибор обеспечивает дополнительную безопасность при освоении новых выработок.
Сейчас легкий и?мобильный герметизатор?превентор успешно проходит тестовые испытания в?выработках под землей. А?в?скором времени он?станет полноправным помощником горняков.
Прибор разработали специалисты компании ?Водный центр Санкт?Петербургского государственного университета?. Он?обеспечивает безаварийное бурение в?случае подсечения возможных водо- и?газопроявлений.
Первое бурение геолого?разведочной опережающей скважины для?дальнейшей проходки было выполнено экспериментальным образцом на?руднике ?Маяк? в?ноябре 2023?года. Тогда испытания прибора проводились в?рамках научно?исследовательской и?опытно?конструкторской разработки. После первых испытаний конструкцию прибора усовершенствовали, а?затем были произведены серийные образцы, которые сейчас показывают отличные результаты на??Маяке?.
?Герметизатор?превентор используется для?безаварийного бурения геолого?разведочных скважин при опережающем строительстве выработок. Он?помогает предотвратить риски, возникающие в?условиях возможного прорыва подземных вод или выброса газа в?процессе бурения. Превентор блокирует их?и?не?позволяет выходить за?пределы массива, тем самым предотвращая возможную аварийную ситуацию в?горной выработке. При?этом?процесс бурения не?останавливается. Раньше, если при?бурении натыкались на?подземные воды, работы прекращались, ставилась заглушка и?геолого?разведочные изыскания проводились в?другом месте. Также изобретение питерских ученых позволяет вести мониторинг водопритока в?случае его?вскрытия. В?данном комплексе предусмотрено использование гидрогеологического оборудования, которое позволяет выполнять замеры давления воды, ее?расход инструментальными методами. На?основе этих?данных проводится моделирование параметров подземных вод?,?— рассказал Александр Кондратьев, руководитель проектов группы по?реализации технологических проектов ?Норникель Технические сервисы?.
Сейчас на?руднике ?Маяк? происходит внедрение в?производство серийных образцов. После испытания на?этой?скважине этот?прибор можно будет использовать и?на?других рудниках Заполярного филиала компании. Стоит добавить, что?рудник ?Маяк? не?случайно был выбран первопроходцем в?испытании нового прибора. Горные выработки здесь находятся на?небольшой глубине, и?водоносный горизонт находится ближе всего к?ним, а?значит, возможные риски встречи в?процессе бурения с?подземными водами здесь выше.
Герметизатор?превентор уникален. Он?изначально разрабатывался так,?чтобы?при?его?монтаже можно было обойтись малыми силами. Да?и?сделан он?с?запасом прочности. Номинальное давление, которое создавалось при?испытаниях, составляло порядка 40?атмосфер, расчетное не?более 15?20. Использовать устьевое оборудование можно и?при?более высоком давлении, вплоть до?60?атмосфер. Глубина тестовой скважины составила 85?метров. Вес этой?чудо?машины около 30?килограмм, и?справиться с?его?установкой могут два человека. Стоит добавить, что?одного?превентора на?весь рудник ?Маяк? будет достаточно.
?На?первом этапе испытаний превентор показал себя хорошо, давление в?40?атмосфер продержал более двух?часов, как?было предусмотрено программой испытаний, и?тем самым убедил руководство Заполярного филиала в?эффективности его?применения на?горных выработках, где возможно водопроявление. На?руднике ?Маяк“ он?впервые проходил испытание в?горизонтальных горных выработках, в?перспективе его?применение при?бурении вертикально?восстающих скважинах. Для?испытаний были специально выбраны горно?капитальные выработки, где в?непосредственной близости к?ним проходит месторождение талнахских подземных вод, а?значит, довольно высок риск водопроявления. На?первом этапе была пробурена, проверена и?испытана 100?метровая скважина. Вода не?появилась. На?втором этапе решили проверить серийный образец прибора?,?— пояснил Александр Иксанов, главный специалист отдела организации и?контроля строительства проектного офиса по?реализации проектов рудника ?Комсомольский? и?рудника ?Маяк? ЗФ??Норникеля?.
Валерий Трифаничев, главный инженер и?конструктор компании ?Водный центр 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入?, сказал, что?разработка прибора началась еще?в?апреле 2023?года, практически с?нуля. Изначально стояла задача сделать регламент и?технологию безопасного бурения опережающих скважин. Но?после проведения мониторинга аналогичного оборудования, включая и?импортного, ничего похожего, что?подходило?бы под запрос компании ?Норникель?, найдено не?было.
?Нам помогло?то, что?во?времена Советского Союза в?институте ВИТР были похожие разработки. Это?дало зацепку для?нашей разработки с?учетом современных реалий и?требований к?оборудованию. Если бурить скважину без обсадки, то, когда начинает идти вода, самое опасное в?этой?ситуации?— может произойти размыв скважины, что,?в?свою очередь, увеличит поток воды и?может привести к?подтоплению выработки. Задача была сохранить устье скважины, даже если пошла вода, и?не?допустить увеличение диаметра скважины. В?скважине закрепляется труба определенного диаметра, и?все это?герметизируется. Такая?компоновка называется "кондуктор". Минимальная глубина его?установки?— пять метров, при?условии что?породы устойчивые и?монолитные. Если породы рыхлые, то?длина увеличивается?,?— рассказал Валерий Трифаничев.
Герметизатор помимо кондуктора присоединяется еще и?к?фланцу, который устанавливается на?анкерах и?дает дополнительное закрепление кондуктора в?скважине, чтобы?его?не?выдавило водой. Сам превентор?герметизатор, который, собственно, и?герметизирует бурильные трубы, позволяет контролировать движение воды, которая идет по?отводящему рукаву. На?конце рукава стоит кран, к?нему может подсоединяться гидрогеологическое оборудование для?замеров давления и?объема поступающей воды или с?его?помощью просто перекрывается поток воды, а?дальше появляется время принять решение, что?делать с?этой?скважиной в?перспективе.
?Проект интересен своей новизной. Рудник "Маяк" ЗФ "Норникеля" стал первым в?России, где было применено оборудование, аналогов которому нет. Нам было интересно посмотреть на?работу герметизатора в?полях. Помимо?этого, перед нами стояла задача сделать так,?чтобы?его?могло обслуживать не?более двух?человек, и?в?этом?случае вес играет большую роль. Также нам удалось сделать так,?чтобы?изнашиваемые запчасти было легко заменить, не?разбирая весь герметизатор, а?сам ремонт не?стал дорогостоящим?,?— добавил Валерий Трифаничев.
В?целом изобретатель, заказчик и?эксплуатирующее предприятие довольны ноу?хау. На?повторных тестовых испытаниях доработанный герметизатор?превентор показал себя хорошо.
Ранее ?Северный город? рассказывал о?том, что?демонтаж объектов на?ВС?8 рудника ?Маяк? идет полным ходом.