کاربرد فناوری مته PDC با خنککننده هوا و تخلیه قلمهها
در حال حاضر، در حفاری گمانههای تخلیه گاز برای معادن زغال سنگ، خنکسازی مته معمولاً با تزریق آب یا تزریق هوا، بسته به شرایط زمینشناسی و الزامات فرآیند، انجام میشود. هدف، جلوگیری از افزایش گرمای بیش از حد ناشی از اصطکاک چرخشی با سرعت بالا و در نتیجه جلوگیری از سایش، لبپریدگی یا از بین رفتن تیغههای PDC است.
در طول حفاری با تزریق آب، نوسانات حجم تزریق و تفاوت در نرمی سازند اغلب منجر به انسداد چاه میشود زیرا سنگ حساس به آب منبسط میشود. علاوه بر این، حفاری مبتنی بر آب معمولاً بازگشت ضعیف قلمهها را در گمانههای با زاویه منفی و عمودی نشان میدهد که میتواند به راحتی باعث ایجاد حادثه چسبندگی شود. در صورت قطع حفاری، قلمههای مخلوط با آب ممکن است تثبیت شده و رشته حفاری را قفل کنند. به همین دلایل، حفاری با تزریق آب در بسیاری از سناریوها برای عملیات مته PDC مناسب نیست.
در حفاری با هوای معمولی، هوای تحت فشار از طریق سوراخ میله حفاری به مته PDC منتقل میشود. با این حال، به دلیل محدودیتهای آببندی و فاصله طولانی انتقال، اغلب اتلاف هوا رخ میدهد و عملکرد خنکسازی را کمتر از حد انتظار کاهش میدهد. در عین حال، مجاری تهویه بزرگ میتوانند باعث توزیع ناهموار جریان هوا شوند و انتقال کارآمد قلمهها را دشوار کنند.
بر اساس همکاری میدانی طولانی مدت با کاربران معادن زغال سنگ در خط مقدم، شرکت ما یک مته PDC برای حذف خردههای سنگ با نیروی هوا توسعه داده است. ویژگی اصلی آن، یک خروجی هوا است که در زیر تیغه برش قرار گرفته است، قطر خروجی آن بیشتر از 2 میلیمتر نیست و یک رابطه زاویهای خاص بین خروجی و تیغه برش وجود دارد. در حین کار، هوای پرفشار یک جت با سرعت بالا را از طریق نازل 2 میلیمتری تشکیل میدهد و به زاویه لبه برش تیغه هدایت میشود و امکان خنک شدن سریع را فراهم میکند.
این مته PDC با خنککننده هوا و تخلیه قلمهها، عمدتاً از یک بدنه با ساختار تاجی، مجموعه نازل جت هوا و تیغههای PDC تشکیل شده است. قسمت بالای تاج از یک طراحی بال چند تیغهای استفاده میکند که تیغهها در موقعیتهای بهینه تیغه قرار گرفتهاند. هوای پرفشار از زیر تیغهها خارج میشود تا خنکسازی مستقیم با هوا را فراهم کند و به طور مؤثر از سوختن مته و سایش بیش از حد ناشی از جریان هوای ناکافی یا سرعت هوای ناکافی جلوگیری کند. علاوه بر این، خنکسازی با هوای پرفشار میتواند مشکلات چسبندگی را در حین حفاری در منطقه گسل به طور قابل توجهی کاهش دهد و راندمان عملیاتی آن معمولاً 4 تا 5 برابر روشهای خنکسازی با آب است.
به طور خلاصه، این مته PDC با خنککننده هوا و تخلیه برادهها، به طور موثری آسیبهای حرارتی ناشی از برش را در حین حفاری برطرف میکند. با ترکیب فشار هوای قوی و حذف بهتر برادهها، راندمان حفاری را نیز افزایش میدهد و در عین حال از اهداف صرفهجویی در انرژی و کاهش مصرف پشتیبانی میکند.
