محدب، مقعر یا تخت؟ تطبیق سطح مته دکمهای با سنگ قبل از اولین سوراخ
در زمینی که مقاومت فشاری آن از ۱۵۰۰۰ پسی فراتر میرود، طراحی نادرست سطح مته نه تنها سرعت حفاری را کاهش میدهد، بلکه میتواند نرخ نفوذ را به نصف کاهش دهد، کاربید را با سرعت نگرانکنندهای ببلعد و در سازندهای شکسته، میتواند به ریزش سوراخ کمک کند. پروفیل سطح مته یک انتخاب تزئینی نیست - بلکه نحوه مدیریت انتقال انرژی، تخلیه خردههای حفاری و بارگذاری دکمهای در سنگ خاصی است که حفاری میکنید.
این منطق تطبیقی است که اکثر تولیدکنندگان از آن استفاده میکنند اما تعداد کمی از اپراتورها آن را آموزش میدهند.
بیتهای محدب: حرکت سریع در زمینهای شایسته
یک سطح محدب - که اغلب به آن پروفیل مرکز افتاده یا گنبدی گفته میشود - دکمهها را روی یک سطح منحنی نگه میدارد که انرژی ضربه را به سمت مرکز سوراخ متمرکز میکند. این طرح در سنگهای نرم تا متوسط، تقریباً ۱۵۰۰۰ تا ۲۵۰۰۰ پسی، بهترین عملکرد را دارد. سنگ آهک سخت، ماسه سنگ مرغوب، دیوریت، شیست و برخی گرانیتها را در نظر بگیرید.
شرط کلیدی این است که سنگ باید یکپارچه و یکنواخت باشد. متههای محدب به شکستگی قابل پیشبینی سنگ تحت هر ضربه دکمهای متکی هستند. وقتی سازند محکم و ثابت باشد، سطح منحنی نفوذ سریعی با سایش یکنواخت دکمه ارائه میدهد زیرا بار به آرامی در سراسر پروفیل سطح پخش میشود.
یک مته محدب را در زمین شکسته و بلوکی قرار دهید، انتقال انرژی به طور کامل متوقف میشود. دکمههای لبه بیرونی بارهای ضربهای را که برای آنها طراحی نشدهاند، تحمل میکنند و به سرعت دچار سایش ناهموار میشوند.
متههای مقعر: وقتی زمین مشکل دارد
یک پروفیل سطح مقعر - که در آن مرکز سطح مته نسبت به حلقه بیرونی فرورفتگی دارد - محدوده وسیعتری از فشار را تحمل میکند: ۱۵۰۰۰ تا ۳۰۰۰۰ پسی، که سازندهای نرم-متوسط تا نیمه-سخت را پوشش میدهد. مزیت بزرگ این پروفیل این است که طراحی سطح، حفرهها، گسلها و مناطق با تحکیم سست را بهتر از پروفیل محدب در خود جای میدهد.
مرکز فرورفته، یک کانال طبیعی برای جریان یافتن خردههای مته به سمت شیارهای شستشو ایجاد میکند. در حفاری سریع که حجم براده زیاد است، این امر تفاوت قابل توجهی در تمیز کردن سوراخ و یکنواختی نفوذ ایجاد میکند. دکمههای بیرونی بار ضربه اولیه بیشتری را تحمل میکنند که به مته کمک میکند هنگام عبور از یک حفره یا ناحیه شکستگی، پایداری خود را حفظ کند.
برای سازندهایی مانند سنگ آهک سخت، گرانیت با درزبندی، ماسه سنگ و سنگ مرمر که زمین کاملاً یکنواخت نیست، یک سطح مقعر معمولاً امنترین انتخاب است.
بیتهای تخت: حیوانِ هارد راک
وقتی فشار بالای 30000 پسی باشد - گرانیت متراکم، گابرو، نوعی سنگ که به هر چیزی کمتر از آن میخندد - به یک مته با دماغه صاف نیاز دارید. طراحی آن ساده است: یک پروفیل سنگین و با دماغه صاف با دکمههایی که در یک صفحه تقریباً صاف قرار گرفتهاند. هیچ انحنایی برای تمرکز یا پراکندگی انرژی وجود ندارد. هر دکمه با حداکثر نیروی مستقیم ضربه میزند و بدنه مته ضخیم ساخته شده است تا بتواند تنش منعکس شده را تحمل کند.
متههای سطح صاف به سنگهای متراکم نیاز دارند. حفرههای کوچک و ترکهای مویی قابل تحمل هستند، اما زمینهای با شکستگی شدید، متههای سطح صاف را از بین میبرند زیرا هیچ هندسه سطحی برای کمک به تثبیت مته هنگام از دست دادن تماس کامل با سنگ وجود ندارد.
مصالحه، نرخ نفوذ در زمین نرمتر است - یک سطح صاف در سنگ ۱۸۰۰۰ پسی کندتر از یک سطح محدب حفاری میکند، زیرا انرژی روی شروع شکستگی متمرکز نمیشود. اما در سنگ سخت واقعی، هیچ چیز دیگری به اندازه کافی زنده نمیماند تا مقایسه انجام شود.
قانون سی درصد
مقاله اصلی ادعا میکند که تطبیق سطح صحیح مته با سنگ میتواند راندمان حفاری را تا 30٪ بهبود بخشد. این عدد اغراقآمیز به نظر میرسد، اما با توجه به اینکه دیدهام وقتی یک گروه برای یک شیفت کامل پروفیل نادرستی را اجرا میکند چه اتفاقی میافتد، میتوانم بگویم که این عدد تقریباً قطعی است. یک مته محدب در گرانیت سخت در عرض چند ساعت فرسوده میشود. یک مته با سطح صاف در سنگ آهک شکسته، کند و پرهزینهتر از حد انتظار حفاری میکند. پروفیل را با سازند تطبیق دهید و هر دو مشکل از بین میروند.
اولین تصمیم، انتخاب سر مته است. اگر آن را درست انتخاب کنید، همه چیز در مراحل بعدی - نرخ نفوذ، عمر دکمه، کیفیت سوراخ - در جای خود قرار میگیرد.
