学術雑誌論文 Circulation system of an Antarctic electromechanical bedrock drill

10 ( 4 )  , pp.463 - 469 , 2016-12
ISSN:18739652
内容記述
For bedrock core drilling below 3000 m in the Antarctic ice sheet, Jilin University has designed a set of modular electromechanical drills with a local reverse circulation system, which works at the bottom of the borehole to remove the rock powder. Thorough removal of the rock powder is critically important to prevent it from accumulating in the bottom of the hole and eventually blocking the drill or causing other problems. During drilling, rock powder is carried by the drilling fluid, which flows from a down-hole pump to the chip chamber. If drilling fluid in the bottom of the hole cannot overcome the flow resistance or if its velocity is too low, the rock powder will not be carried to the chip chamber, and will remain in the borehole or gather in the clearance of the circulation system. Therefore, the down-hole pump performance characteristics are of vital importance. The selection of the down-hole pump for bedrock core drilling should consider both flow rate and outlet pressure. This paper reports a specific calculating method for the rEquired flow rate of the drilling fluid and the pressure losses in the circulation system.
南極氷床にて3000メートルを超える岩盤コア掘削のために、吉林大学は掘削孔の底部から岩粉末を除去する逆循環システムを持つエレクトロメカニカルドリル用のモジュールを設計した。掘削孔底部に堆積する岩粉末の徹底した除去は、岩盤掘削を中断させるなどの問題を引き起こさないようにするために非常に重要である。掘削時に岩粉末は液封液とともに吸い上げポンプでチップ室に運ばれる。もしも掘削孔底部の液封液が流体抵抗を越えられない、あるいは流速が低すぎる場合に、岩粉末はチップ室に搬送されず、掘削孔内に残るか、循環システムの隙間に集積される。したがってこの吸い上げポンプの性能特性は極めて重要である。岩盤コア掘削のための吸い上げポンプの選択は、流量と出口圧力の両方を考慮する必要がある。本論文では、液封液の循環に必要な流量と圧力損失の具体的な算出方法を報告する。

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