Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II завершил летний полевой сезон на станции «Восток». Участники экспедиции провели ряд научно-технических экспериментов, включая испытания функциональной модели колонкового набора снаряда с обратной призабойной циркуляцией воздуха, созданной с применением технологий 3D-печати. Исследование поможет с разработкой новой технологии бурения ледниковых скважин.
Установка позволила испытать перспективную конструкцию колонкового набора снаряда с обратной призабойной циркуляцией воздуха, начиная с процесса разрушения ледового или снежно-фирнового массива на забое, удаления и транспортирования бурового шлама по узким каналам и заканчивая процессом очистки воздуха в циклонном фильтре, сообщает издание «Форпост Северо-Запад».
«Первыми шли эксперименты по исследованию процесса бурения льда и снежно-фирновых отложений с обратной призабойной циркуляцией воздуха. Исследования начались с отбора необходимых образцов снежно-фирновой толщи и замораживания льда. С горизонтов пяти-шести метров было отобрано более пятидесяти образцов. Сразу после этого были проведены пробные эксперименты для оценки работы экспериментального стенда, что позволило закрыть многие вопросы, например как поведут себя материалы, примененные в стенде, в условиях экстремально низких температур, какие режимные параметры процесса бурения доступны для данной методики, позволят ли отобранные образцы обеспечить достоверность полученных результатов, какие корректировки потребуются для реальных термобарических условий эксперимента. На эти и многие другие вопросы нам наконец-то удалось найти ответ», — рассказал инженер-конструктор научного центра «Арктика» Анатолий Ожигин.
«Особенность стенда состоит в том, что подготовленные образцы помещались в прозрачные трубы из оргстекла, и весь процесс бурения оказывался перед нами как на ладони. Любой буровик мечтает взглянуть на забой скважины и узнать, что там происходит наглядно. Нам удалось это сделать. Мы увидели, как происходят процессы разрушения массива, оценили поведение отдельных частиц шлама при транспортировании в призабойной зоне, смоделировали аварийные ситуации и подобрали наиболее эффективные методы их устранения. Результаты позволят в будущем создать гармоничную и сбалансированную систему», — рассказал заместитель начальника научно-геологической партии «Антарктида» Данил Сербин.
Модель колонкового набора снаряда изготовлена в центре аддитивных технологий Санкт-Петербургского горного университета императрицы Екатерины II.
«Применение технологий 3D-печати для сложных нагруженных элементов конструкции полностью себя оправдало. Даже при искусственно смоделированных аварийных процессах бурения, когда нагрузки значительно превышали критические, все детали выдержали испытания на прочность. Все это позволило определить границы применения данной технологии, ее рациональные режимные параметры и будущие направления исследований. Полученные данные являются основой разработки новой технологии бурения скважин в ледниках, и сейчас мы подходим к моменту, когда готовы изготовить опытный образец колонкового бурового снаряда», — пояснил Анатолий Ожигин.
