چرا بهترین مته سنگ موجود در بازار هنوز به فولاد جلوی آن وابسته است؟
مته هیدرولیکی سنگ یک قطعه مهندسی چشمگیر است. دکلهای مدرن دو تا سه هزار ضربه در دقیقه وارد میکنند و انرژی ضربه در هر ضربه به هزار ژول میرسد. اما چیزی که اکثر مردم به آن فکر نمیکنند این است: حتی یک ژول از این انرژی مستقیماً به سنگ نمیرسد. همه چیز از ستونی از فولاد عبور میکند - آداپتور ساق، میله مته، سر مته - و نحوه مدیریت انرژی توسط فولاد تعیین میکند که آیا شما به طور موثر حفاری میکنید یا فقط سر و صدا ایجاد میکنید.
امواج استرس: فیزیکی که هیچکس در محل کار توضیح نمیدهد
وقتی پیستون به آداپتور میله حفاری برخورد میکند، میله را مانند چکشی که میخ را میکوبد، به داخل سنگ فشار نمیدهد. آنچه در واقع اتفاق میافتد یک موج تنشی است - یک پالس فشاری که با سرعت تقریبی ۵۱۰۰ متر بر ثانیه از فولاد عبور میکند. این موج از میله حفاری به پایین حرکت میکند، به مته در سطح سنگ برخورد میکند و انرژی آن به سنگ منتقل میشود و آن را میشکند.
این نسخهی تمیز ماجراست. در واقعیت، اوضاع بههمریختهتر است.
اوج تنش اولیه به چندین عامل بستگی دارد: سطح مقطع پیستون نسبت به رابط ساق، کیفیت تماس بین دو سطح و سرعت برخورد پیستون. اگر پیستون و رابط ساق قطر یکسانی داشته باشند و تمام سطح با هم تماس داشته باشند، تنش به طور کامل منتقل میشود. اگر این اتفاق نیفتد - اگر عدم تطابق قطر وجود داشته باشد، یا سطوح به طور کامل در جای خود قرار نگیرند - مقداری از آن انرژی به جای رفتن به داخل سوراخ، به داخل پیستون بازتاب میشود.
سپس موج به مته برخورد میکند. در سطح سنگ، بخشی از انرژی سنگ را میشکند. بخشی از آن به صورت موج کششی از میله به بالا منعکس میشود. سپس به رابط آداپتور ساق برخورد میکند و دوباره منعکس میشود. چیزی که در نهایت به دست میآید، الگوی پیچیدهای از چرخههای متناوب فشار و کشش است که هزاران بار در دقیقه از طریق رشته مته عبور میکند - و این فقط در شرایط ایدهآل است.
دنیای واقعی حتی روی فولاد هم سختتر است
اتفاقاتی که واقعاً در محل حفاری رخ میدهد را هم اضافه کنید: نیروی محوری که مته را به جلو هدایت میکند، اصطکاک بین میله و دیواره سوراخ، گشتاور ناشی از چرخش و ضربه خارج از مرکز از اجزایی که کاملاً تراز نیستند. آداپتور ساق مته ممکن است کمی خارج از زاویه برخورد کند زیرا بوش راهنما چند صد ساعت روی آن کار کرده است. میله مته ممکن است کمی خمیدگی داشته باشد که کسی متوجه آن نشده باشد. مته دکمهای ممکن است به صورت نامتقارن ساییده شده باشد و با هر چرخش، رشته را از مرکز خارج کند.
و اما محیط زیست. آب جاری - گاهی اسیدی، گاهی پر از ذرات ساینده - ساعت به ساعت فولاد را میشوید. خوردگی سطح را سوراخ میکند و باعث ایجاد تنشهایی میشود که بارگذاری ضربهای از آنها بهرهبرداری میکند. رشته حفاری در یک محیط کاری واقعاً بیرحم قرار دارد و از آن خواسته میشود که در حالی که همه این اتفاقات در حال رخ دادن است، هزار ژول نیرو را سی بار در ثانیه منتقل کند.
ابزارآلات، دکل را میسازد یا خراب میکند
نکتهای که در برگههای مشخصات فنی گم میشود این است: مته سنگ و رشته مته یک سیستم هستند، نه دو خرید جداگانه. قویترین دریفت هیدرولیکی موجود در بازار اگر امواج تنشی که تولید میکند نتوانند به طور کامل به سنگ برسند، بیفایده است.
آداپتور ساق باید با هندسه پیستون مطابقت داشته باشد. میله مته باید بتواند موج تنشی را که ترکیب خاص پیستون-آداپتور تولید میکند، تحمل کند. مته دکمهای باید انرژی موج را به طور موثر به شکست سنگ برای سازند خاصی که در آن هستید تبدیل کند. با تغییر یک جزء بدون در نظر گرفتن سایر اجزا، نحوه جریان انرژی در کل سیستم را تغییر دادهاید.
انواع مختلف سنگ به پیکربندیهای ابزار متفاوتی نیاز دارند. دکلهای مختلف به مشخصات ابزار منطبق نیاز دارند. یک رشته مته که برای گرانیت بهینه شده است، در سنگ آهک به یک شکل رفتار نخواهد کرد. طراحی متهای که روی یک دستگاه دریفت با فرکانس بالا کار میکند، ممکن است روی یک دستگاه با فرکانس پایینتر عملکرد ضعیفی داشته باشد. اینها قطعات قابل تعویض نیستند - آنها یک سیستم مهندسی شده هستند و مهندسی فقط در صورتی کار میکند که شما با آن به این شکل رفتار کنید.
