Průzkumné diamantové vrtání - Exploration diamond drilling

Vrtná souprava schopná vrtání diamantem i obráceným oběhem.

Průzkumné diamantové vrtání se používá v těžebním průmyslu k průzkumu obsahu známých rudních ložisek a potenciálních lokalit. Vytažením jádra horniny s malým průměrem z orebody mohou geologové analyzovat jádro chemickým testem a provádět petrologické , strukturální a mineralogické studie horniny.

Dějiny

Diamantové jádrové vrtáky

Rodolphe Leschot je často uváděn jako vynálezce prvního jádrového vrtáku v roce 1863. Rané diamantové vrtání otevřelo mnoho nových oblastí pro těžbu nerostů a souviselo s rozmachem těžby nerostných surovin na vzdálených místech. Před vynálezem přenosné diamantové vrtačky byla většina průzkumu nerostů omezena na hledání výchozů na povrchu a ruční kopání. Na konci 70. let byla společnost General Electric průkopníkem technologie polykrystalických diamantových kompaktů (PDC) jako náhrady přírodních diamantů ve vrtácích.

Diamantové vrtání

Ilustrace ukazující jádro vrtáku

Průzkumné diamantové vrtání se liší od jiného geologického vrtání (jako je vrtání s reverzní cirkulací (RC)) v tom, že z hloubky se extrahuje pevné jádro pro zkoumání na povrchu. Klíčovou technologií diamantového vrtáku je samotný diamantový vrták. Skládá se z průmyslových diamantů zasazených do měkké kovové matrice. Jak je znázorněno na obrázku, diamanty jsou rozptýleny po celé matrici a akce závisí na tom, že se matrice během procesu vrtání pomalu opotřebovává, aby odhalila více diamantů. Vrták je namontován na jádrovou hlaveň, která je připevněna k vrtací šňůře, která je spojena s rotační vrtnou soupravou. Vrtné bláto se vstřikuje do vrtné trubky, aby se vyplavily skalní řízky produkované bitem a také aby se snížilo teplo produkované třením, které způsobuje menší opotřebení bitů. Skutečný diamantový bit je komplexní záležitost, obvykle navržená pro konkrétní typ horniny, s mnoha kanály pro praní.

Vrtačka používá diamantovou vykládané vrtáku (na obrázku vpravo) provrtat skálu. Vrták vytváří „jádro“, které je vyfotografováno a podélně rozštěpeno. Polovina děleného jádra je testována, zatímco druhá polovina je trvale uložena pro budoucí použití a v případě potřeby znovu testována. Ačkoli je nejvýhodnější jádro s větším průměrem, je nejdražší. Nejběžnější velikosti průměru jádra jsou NQ a CHD 76.

Extrakce jádra

Extrakce jádra pomocí trojité trubice

Pouhý postup vrtačky rotačním působením (a promýváním) způsobí, že jádro bude extrahováno uvnitř hlavně, jak je znázorněno. V hloubce snad 300 m však musí existovat způsob, jak jádro získat a vynést na povrch. Neustálé vytahování celé těžké vrtací trubky je nepraktické, proto byly vyvinuty metody drátového vrtání k vytažení jádra uvnitř hlavně. Pokud by hornina byla vždy z pevné žuly a jádro by se vždy zlomilo na vrtáku, pak by bylo jednoduché zastavit vrtání a spustit jednoduché uchopovací zařízení za drát a vytáhnout jádro nahoru. Mnoho aplikací bohužel vyžaduje nerušené jádro ve zlomové hornině, které vyžaduje propracovaná drátová zařízení.

Fotografie ukazuje extrakci jádra pomocí systému trojitých trubkových vodičů schopných extrahovat jádro za nejhorších podmínek. To je velmi důležité při zkoumání poruchových zón, jako je San Andreas Fault .

Velikosti trubek

Obvykle se používá pět hlavních velikostí trubek „drátěného vedení“. Větší trubky produkují skalní jádra s větším průměrem a vyžadují k jejich pohonu větší výkon vrtáku. Volba velikosti trubky je kompromisem mezi požadovaným průměrem jádra horniny a hloubkou, kterou lze vyvrtat konkrétním motorem vrtné soupravy.

Standardní velikosti bitů drátu „Q“

Vrtací jádra

Reference

externí odkazy

• Průzkumné vrtné metody