Антарктика / У порога проникновения в озеро Восток /
У порога проникновения в озеро Восток
27.01.2011
Росгидромет. В период с 19 по 26 января с.г. специалистами бурового отряда станции Восток было выполнено 24 буровых рейса, получено 13 метров ледяного керна в интервале глубин 3696 – 3709 м. Среднесуточная скорость проходки бурового снаряда была увеличена с 1,6 м/сутки до 1,9 м/сутки. Понижение скорости бурения, которая обозначилась за последние две недели, объясняется повышением температуры льда по мере приближения к его нижней границе у водной поверхности озера. В результате, мелкодисперсные частицы ледяного шлама (ледяная стружка, образованная в результате резания льда коронкой бурового снаряда), находящиеся при температуре близкой к точке плавления, попадая в высокотурбулентный поток заливочной жидкости в кольцевом зазоре между керном и внешней поверхностью колонковой трубы бурового снаряда, слипаются между собой. Это приводит к преждевременному «зашламованию» коронки, несмотря на сохранение циркуляции заливочной жидкости. В качестве повседневной аналогии данного физического процесса в скважине, можно привести эффект слипания мокрого снега на городских тротуарах в период оттепелей, который значительно более трудоемок при уборке, нежели удаление снега при морозной погоде. Согласно рекомендациям по производству геологоразведочного бурения скважин в горных породах, концентрация шлама в промывочной жидкости должна составлять менее 5% для обеспечения нормального выноса его на поверхность. При бурении льда на станции Восток концентрация ледяного шлама составляет менее 2%. Как показывает практика, эта величина оказывается недостаточной для достижения эффективного результата бурения. Комки шлама не дают возможности эффективному вращательному движению буровой коронки, на которой установлены резцы бурового снаряда. Для удаления шлама из зазора между резцами применяется обмыв заливочной жидкостью с помощью специального насоса. К сожалению, установочная производительность – 30-40 л/мин используемого насоса, оказалась явно недостаточной для достижения необходимого результата. Сотрудниками отряда была увеличена данная техническая характеристика насоса, обеспечивающего циркуляцию заливочной жидкости у буровой коронки до 70 л/мин, что и дало некоторое увеличение среднесуточной скорости бурения. В перспективе возможна некая техническая реконструкция работы этого насоса с повышением его производительности до 220 л/мин. Однако, для этого требуется остановка процесса бурения льда и значительные временные затраты на выполнение этой работы.
Очевидно, что технические возможности использования электромеханического бурового снаряда в глубокой скважине 5Г-2 почти полностью исчерпаны и, в связи с этим, требуется осуществить переход бурения с использованием теплового снаряда. Напомним, что именно такой подход предполагался авторами технологии экологически чистого проникновения в водный слой озера в разработанном ими проекте. Предусматривалось, что подобная процедура будет выполнена приблизительно в 20-30 м от нижней кромки льда. Фактические результаты бурения свидетельствуют о том, что этот переход следует осуществить несколько ранее. В любом случае в настоящее время требуется остановить бурение льда и выполнить определенные технологические процедуры. К ним относятся:
– определение вертикальной структуры плотности заливочной жидкости по всему стволу скважины;
– измерение величины давления заливочной жидкости на забое скважины, находящейся на глубине 3709 м;
– доставка фреона F141В, используемого в качестве утяжелителя керосина на различные участки вертикального столба заливочной жидкости в стволе скважины, где обнаружены пониженные значения плотности заливочной жидкости;
– повторный замер вертикального распределения плотности заливочной жидкости по всему стволу скважины и измерение величины давления этой жидкости на забое скважины;
– выполнение кавернометрии (измерение величины изменения диаметра ствола скважины) на участке, пробуренном в январе 2011г. в интервале глубин 3650-3709 м;
– разбуривание наиболее узких участков ствола скважины буровой коронкой увеличенного от стандарта (138 мм) диаметра буровой коронки;
– тестирование теплового бурового снаряда в натурных условиях;
– модификация производительности промывочного насоса электромеханического бурового снаряда.
Указанные технологические процедуры предполагается выполнить в период с 26 по 30 января, после чего продолжить бурение модифицированным электромеханическим буровым снарядом с увеличенной производительностью промывочного насоса. Доставка фреона на различные участки вертикального распределения заливочной жидкости требуется в связи с тем, что с начала буровых операций (2 января) в скважину было долито 2400л чистого авиа-керосина JET-1.Это было связано с тем, что при выполнении бурения новых 59 м ледяного керна, объем скважины 5Г-2 увеличился примерно на 900л. Кроме того, с каждым подъемом бурового снаряда кабель-тросом буровой лебедки из скважины удаляется около 20л заливочной жидкости. В связи с этим пополнение объема заливочной жидкости с плотностью равной плотности льда (0.91г/см³) является обязательным условием для продолжения работ.
Продолжение бурения электромеханическим снарядом будет проводиться до предельной даты завершения сезонных операций на станции Восток в начале февраля 2011г., исходя из фактических дат заключительного полета самолета ВТ-67 с Востока на станцию Прогресс. Исполнителями работ предполагается, что, начав бурение 31 января, они смогут достигнуть глубины 3720-3730м, что полностью соответствует технологическим планам проекта проникновения в водный слой озера Восток. После завершения процесса бурения следует провести работы по консервации скважины 5Г-2 и оборудования в буровом комплексе скважины.