راز اصلی عملیات حفاری: استراتژی چکش و مته DTH
در عملیات حفاری، انتخاب و استفاده صحیح از چکش DTH، مته و سایر تجهیزات بسیار مهم است که ارتباط مستقیمی با راندمان حفاری، هزینه و کیفیت مهندسی دارد.
I. چکش DTH
1. ارتباط اندازه و دیافراگم:
اندازه چکش DTH عمدتاً با قطر گمانه و نوع سنگ تعیین می شود. برای سوراخ های انفجار، قطر گمانه حفاری DTH معمولا بین 89 میلی متر تا 252 میلی متر است. گمانه‌های با قطر کمتر از 89 میلی‌متر معمولاً توسط چکش بالایی حفاری می‌شوند، در حالی که آنهایی که قطرهای بزرگتر از 252 میلی‌متر دارند، عمدتاً توسط چرخش حفر می‌شوند. شایان ذکر است که حداقل قطر دیافراگم قابل اعمال برای چکش DTH اندازه اسمی آن است. به عنوان مثال، حداقل قطر دیافراگم قابل استفاده یک چکش 4 اینچی 4 اینچ است. در این حالت فضای حلقوی کافی بین چکش و دیواره سوراخ و بین لوله مته و دیواره سوراخ ایجاد می شود که برای حذف سرباره بسیار مهم است.
2. تطبیق با مته:
حداکثر اندازه مته مطابق اندازه چکش به اضافه 1 اینچ است. به عنوان مثال، حداکثر اندازه مته که با یک چکش 4 اینچی مطابقت دارد، 5 اینچ است.
3. نکات کلیدی برای انتخاب لوله های مته:
هرچه قطر خارجی لوله مته به قطر بیرونی چکش DTH نزدیکتر باشد، اثر حذف سرباره بهتر است و خطر گیر کردن مته کاهش می یابد. از نقطه نظر فناوری پردازش، پرداخت سطح و دقت ابعاد لوله‌های سرد کشیده بهتر از لوله‌های نورد گرم است. سطح صاف می تواند از پوسته شدن لوله فولادی جلوگیری کند و تاثیر زباله های فلزی را بر عمر مفید چکش DTH کاهش دهد. علاوه بر این، اگر رزوه و بدنه اصلی لوله مته با جوش اصطکاکی به هم متصل شوند، می توان استحکام لوله مته را افزایش داد. اگر قسمت رزوه به خوبی عملیات حرارتی شود، قابلیت اطمینان و استحکام نخ را می توان بهبود بخشید و عملکرد میله اتصال را نرم تر می کند و در نتیجه راندمان کار و سرعت کلی حفاری را بهبود می بخشد.
2. مته پایین سوراخ
1. فرآیند تولید
بدنه مته معمولاً با ماشین کاری از کاربید سیمانی ساخته می شود و به دنبال آن عملیات حرارتی برای دستیابی به سختی مشخص شده، اطمینان از اینکه تنش فشاری سطح مقاومت خستگی کافی دارد و در نهایت دندانه های مته کاربید سیمانی را تعبیه می کند.
2. انواع مته و سناریوهای قابل اجرا
● مته دندانه تیز محدب: این طرح می تواند سریع ترین کارایی سوراخ را به دست آورد و برای سنگ های متوسط نرم با سایندگی کم مناسب ترین است.
● مته تخت: برای سنگ سخت با سایندگی بالا، مته تخت می تواند عمر مفید مته را به طور موثر افزایش دهد. هنگامی که لبه بیرونی دندان توپ بزرگ است، مته را می توان بیشتر تیز کرد تا عمر مفید آن افزایش یابد و هزینه استفاده کاهش یابد.
● مته دندان گوی مقعر: برای سنگ سخت با سایندگی بالا نیز مناسب است. این بیشتر برای سنگ های متوسط سخت با درزهای توسعه یافته و ترک های زیاد مناسب است که می تواند به طور موثری احتمال انحراف سوراخ را کاهش دهد.
III. سناریوهای کاربردی واقعی
1. معادن و معادن روباز: از آنجایی که این مکان ها معمولاً عملیات طولانی مدت هستند، چکش بادوام پایین سوراخ مورد نیاز است. برخی از چکش های پایین سوراخ با عملکرد عالی را می توان با تغییر جهت لوله بیرونی چکش قبل از تعویض کامل چندین بار تعمیر و استفاده کرد.
2. حفاری مصالح ساختمانی: در سوراخ هایی با قطر بیشتر از 89 میلی متر، صافی حفاری پایین سوراخ معمولاً بهتر از حفاری چکشی بالایی است که برای حفاری سنگ های ساختمانی (مانند مرمر و ...) بسیار حیاتی است، زیرا این نوع حفاری مستلزم صافی بالایی است.
3. حفاری اکتشافی: محیط کار حفاری اکتشافی اغلب از راه دور است و امکانات مربوطه ضعیف است، بنابراین چکش پایین سوراخ باید طراحی ساده، بسیار قابل اعتماد و قادر به انطباق با حفاری با فشار باد بالا باشد.
4. حفاری ضربه ای با گردش معکوس: این روش حفاری ارزان تر از حفاری هسته الماس است. فرآیند مورد استفاده مانند چکش های معمولی پایین سوراخ است، اما از لوله مته با گردش معکوس استفاده می شود. هوای پرفشار از طریق شکاف بین دیواره های داخلی و خارجی لوله مته به داخل دمیده می شود، به طوری که برش های مته از دیواره داخلی لوله مته تخلیه می شود و سپس قلمه های مته با کیسه گرد و غبار جمع آوری می شوند.
5. اهمیت مته: در استفاده واقعی، مته عامل عامل مهمی است که نمی توان آن را نادیده گرفت. یک اپراتور مته با تجربه می تواند به طور موثر پارامترهای حفاری را تنظیم کند تا احتمال خرابی چکش را کاهش دهد و عمر مفید چکش را افزایش دهد.
6. ارزیابی ارزش چکش DTH: انواع مختلفی از چکش DTH با قیمت های متفاوت در بازار وجود دارد. ارزش یک چکش DTH را نمی توان تنها با تمرکز بر مواد و طراحی آن اندازه گیری کرد. آنچه مهمتر است این است که به طور جامع توازن بین بازدهی که برای کاربران به ارمغان می آورد و هزینه حفاری در نظر گرفته شود. به عنوان مثال، اگرچه چکش DTH ارزان و بادوام است، اما اگر مصرف سوخت بالایی داشته باشد و منجر به هزینه های حفاری بیش از حد بالا شود، انتخاب ایده آلی نیست. برعکس، اگر چکش DTH گران است اما می تواند کارایی بالا و هزینه های حفاری پایین را به همراه داشته باشد، در این صورت یک چکش DTH با کیفیت بالا است. علاوه بر این، همچنین بسیار مهم است که آیا سازنده چکش DTH می تواند پشتیبانی فنی و راهنمایی استفاده کافی را ارائه دهد، که می تواند به طور موثر به کاربران کمک کند تا راندمان حفاری را بهبود بخشند و هزینه های استفاده را کاهش دهند.
