Experimental Research of Ice Cuttings Transport by Air While Drilling of the Snow-Firn Layer

S. A. Ignatiev; Игнатьев С. А.; D. A. Vasilev; Васильев Д. А.; A. V. Bolshunov; Большунов А. В.; M. A. Vasileva; Васильева М. А.; A. Yu. Ozhigin; Ожигин А. Ю.

doi:10.31857/S2076673423010076

Экспериментальные исследования переноса ледяного шлама воздухом при бурении снежно-фирновой толщи

Авторы: Игнатьев С.А.¹, Васильев Д.А.¹, Большунов А.В.¹, Васильева М.А.¹, Ожигин А.Ю.¹
Учреждения:
1. Санкт-Петербургский горный университет
Выпуск: Том 63, № 1 (2023)
Страницы: 141-152
Раздел: Прикладные проблемы
URL: https://journals.rcsi.science/2076-6734/article/view/137488
DOI: https://doi.org/10.31857/S2076673423010076
EDN: https://elibrary.ru/MABFEO
ID: 137488

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

В целях разработки технологии бурения снежно-фирновой толщи с обратной призабойной циркуляцией воздуха на станции Восток проведены экспериментальные исследования. Установлена динамика изменения характеристик ледяного шлама, таких как: фракционный состав, насыпная плотность, форма и скорость витания в зависимости от параметров снежно-фирнового горизонта, в том числе от распределения плотности массива по глубине.

Ключевые слова

Центральная Антарктида, бурение с воздухом, ледяной шлам, критическая скорость, скорость витания, керн, снег, фирн

Список литературы

Белоглазов И.И., Сабинин Д.С., Николаев М.Ю. Моделирование процесса дезинтеграции в шаровых мельницах барабанного типа с использованием метода дискретных элементов // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2022. № 6. С. 268–282. https://doi.org/10.25018/0236_1493_2022_62_0_268
Большунов А.В., Васильев Д.А., Игнатьев С.А., Дмитриев А.Н., Васильев Н.И. Механическое бурение ледников с очисткой забоя сжатым воздухом // Лёд и Снег. 2022. Т. 62. № 1. С. 35–46. https://doi.org/10.31857/S2076673422010114
Верес А.Н., Екайкин А.А., Липенков В.Я., Туркеев А.В., Ходжер Т.В. Первые данные о климатической изменчивости в районе ст. Восток (Центральная Антарктида) за последние 2000 лет по результатам изучения снежно-фирнового керна // Проблемы Арктики и Антарктики. 2020. Т. 66. № 4. С. 482–500. https://doi.org/10.30758/0555-2648-2020-66-4-482-500
Екайкин А.А., Тебенькова Н.А., Липенков В.Я., Чихачев К.Б., Верес А.Н., Рихтер А. Недооценка скорости снегонакопления в центральной части Антарктиды (станция Восток) по данным реечных наблюдений // Метеорология и гидрология. 2020. № 2. С. 114–125.
Калесник С.В. Очерки гляциологии // М.: Гос. изд-во географической литературы, 1963. 436 с.
Кудряшов Б.Б., Кирсанов А.И. Бурение разведочных скважин с применением воздуха // М.: Недра, 1990. 263 с.
Липенков В.Я. Закономерности формирования системы включений воздуха в рекристаллизационном льду // Криосфера Земли. 2018. Т. 22. № 2. С. 16–28. https://doi.org/10.21782/KZ1560-7496-2018-2(16-28)
Липенков В.Я., Саламатин А.Н. Установившееся распределение пузырьков воздуха по размерам в рекристаллизационном льду // Лёд и Снег. 2014. Т. 54. № 4. С. 20–31. https://doi.org/10.15356/2076-6734-2014-4-20-31
Саватюгин Л.М., Архипов С.М., Васильев Н.И., Вострецов Р.Н., Фритцше Д., Миллер Х. Российско-германские гляциологические исследования на Северной Земле и прилегающих островах в 2000 г. // МГИ. 2001. № 91. С. 150–162.
Шамшев Ф.А., Тараканов С.Н., Кудряшов Б.Б., Парийский Ю.М., Яковлев А.М. Технология и техника разведочного бурения. Учебник. 3 изд., перераб. и доп. М.: Недра, 1983. 565 с.
Шумский П.А. Основы структурного ледоведения // М.: Изд-во АН СССР, 1955. 492 с.
Cao P., Zhao Q., Chen Z., Cao H., Chen B. Orthogonal experimental research on the structural parameters of a novel drill bit used for ice core drilling with air reverse circulation // Journ. of Glaciology. 2019. V. 65. № 254. P. 1011–1022. https://doi.org/10.1017/jog.2019.76
Cao P., Liu M., Chen Z., Chen B., Zhao Q. Theory calculation and testing of air injection parameters in ice core drilling with air reverse circulation // Polar Science. 2018. V. 17. P. 23–32. https://doi.org/10.1016/j.polar.2018.06.005
Cuffey K.M., Paterson W.S.B. The Physics of Glaciers. // Burlington: Academic Press. 2010. V. 4. 704 p.
Fritzsche D., Wilhelms F., Savatyugin L., Pinglot J., Meyer H., Hubberten H., Miller H. A new deep ice core from Akademii Nauk ice cap, Severnaya Zemlya, Eurasian Arctic: First results // Annals of Glaciology. 2002. V. 35. P. 25–28. https://doi.org/10.3189/172756402781816645
Gendler S., Prokhorova E. Risk-Based Methodology for Determining Priority Directions for Improving Occupational Safety in the Mining Industry of the Arctic Zone // Resources. 2021. V. 10. № 20. https://doi.org/10.3390/resources10030020
Gibson C., Boeckmann G., Meulemans Z., Kuhl T., Koehler J., Johnson J., Slawny K. RAM-2 Drill system development: An upgrade of the Rapid Air Movement Drill // Annals of Glaciology. 2020. V. 62. № 84. P. 1–10. https://doi.org/10.1017/aog.2020.72
Hong J., Xiaopeng F., Yunchen L., Gang L., Bowen L., Talalay P. Size distribution and shape characteristics of ice cuttings produced by an electromechanical auger drill // Cold Regions Science and Technology. 2015. V. 119. P. 204–210. https://doi.org/10.1016/j.coldregions.2015.08.012
Hu Z., Talalay P., Zheng Z., Cao P., Shi G., Li Y., Ma H. Air reverse circulation at the hole bottom in ice-core drilling // Journ. of Glaciology. 2019. V. 65. № 249. P. 149–156. https://doi.org/10.1017/jog.2018.95
Islamov S.R., Bondarenko A.V., Mardashov D.V. A selection of emulsifiers for preparation of invert emulsion drilling fluids // Topical Issues of Rational Use of Natural Resources 2019. 2019. P. 487–494. https://doi.org/10.1201/9781003014638-2
Litvinenko, V.S., Leitchenkov, G.L., Vasiliev, N.I. Anticipated sub-bottom geology of Lake Vostok and technological approaches considered for sampling // Chemie der Erde – Geochemistry. 2020. V. 80. № 3. P. 125556. https://doi.org/10.1016/j.chemer.2019.125556
Shammazov I., Sidorkin D., Dzhemilev E. Research of the Dependence of the Pipeline Ends Displacement Value When Cutting Out Its Defective Section on the Elastic Stresses in the Pipe Body // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2022. № 1. P. 22077–22077. https://doi.org/10.1088/1755-1315/988/2/022077.
Sultanbekov R., Islamov S. Mardashov D. Beloglazov I., Hemmingsen T. Research of the Influence of Marine Residual Fuel Composition on Sedimentation Due to Incompatibility // Journ. of Marine Science and Engineering. 2021. V. 9. № 10. https://doi.org/10.3390/jmse9101067
Wang R., Liu A., Sun Y., Cao P., Fan X., Talalay P. Ice drill testing facility // Cold Regions Science and Technology. 2017. V. 145. P.151–159. https://doi.org/10.1016/j.coldregions.2017.10.017
Whelsky A.N., Albert M.R. Firn permeability impacts on pressure loss associated with rapid air movement drilling // Cold Regions Science and Technology. 2016. V. 123. P. 149–154. https://doi.org/10.1016/J.COLDREGIONS.2015.11.018