Miten kallioporausrullien terät parantavat poraustehokkuutta kovissa kallio-olosuhteissa

Kiviputki Kulmahammat Suunnittelu: Geometria ja materiaalitiede kovan kallion läpäisemiseksi

Volframikarbidi­luodin­terien geometria ja kallion leikkausmekaniikka

Luodinmuotoiset terät kallioporanterissä toimivat taikaansa kartiomainen muotonsa ansiosta, joka auttaa rikkoamaan kovia maakerroksia. Kärjekäs muoto keskittää porausvoiman pieniin kohtiin, mikä vähentää tarvittavaa energiaa noin 30 % verrattuna vanhoihin litteisiin reuna-työkaluihin. Kun kärjen kulma alittaa 60 astetta, tapahtuu merkittäviä parannuksia yli 40 MPa:n puristuslujuuden kallioissa. Tapahtuu mielenkiintoinen ilmiö: nämä terät luovat pientä halkeilua vetovoiman avulla eivätkä vain riko materiaalia perinteisellä tavalla, mikä johtaa puhtaampiin siruihin ja vähemmän turhaan liikkeeseen. Käytännön testit ovat osoittaneet myös vaikuttavia tuloksia. Porauksen etenemisnopeus kasvoi noin 22 %, kun siirryttiin perinteisistä kärjistä luodinmuotoisiin, erityisesti granitiin ja basalttiin, joissa perinteiset menetelmät kamppailevat.

Geologinen sopeutuminen: Optimoitu yli 60 MPa:n kovien kallioformaatiorakenteiden käyttöön

Erittäin koville kallio-olosuhteille, jotka ylittävät 60 MPa, ovat erikoissopeutukset ratkaisevan tärkeitä:

• Karbidilaadun valinta : Korkeampi koboltiliitepitoisuus (8–12 %) parantaa murtotoughnessia kvartsipitoisissa muodostumissa
• Kärjen vahvistus : Kaksikerroksiset karbidikannet kestävät iskujännityksiä yli 2 500 MPa
• Reunageometria : Jyrkemmät vapauskulmat (15–20°) estävät lukkiutumisen plastisissa tai kerroksellisissa kalliotyypeissä
• Epäsymmetriset suunnittelut : Siirretyt kärjet vähentävät värähtelyyn liittyvää kulumista vaihtelevissa sedimenttikivilajeissa

Nämä muutokset pidentävät käyttöikää 40 % kulumisalttiissa olosuhteissa samalla kun säilytetään läpimurto-tehokkuus. Lämpöeristekalvot vähentävät entisestään kuluminopeutta korkean lämpötilan porauksessa (>300 °C), mikä on erityisen merkityksellistä syvissä geotermississä tai kaivannaissovelluksissa.

Porautumistehon parantaminen kalliossa Ruuvipora-ammusjyset kovassa kalliolla

Läpäisyasteen parannus: Tietoja vertailevista kenttäkokeista

Testaukset eri kivityypeissä, kuten graniitissa, basaltissa ja kvartiisissa, osoittavat, että nämä erikoiset kalliojyrsimen amppumaiset terät voivat parantaa porausnopeutta hyvin kovassa kalliolla (yli 60 MPa:n puristuslujuus) jopa 40–60 prosentilla. Nämä terän muoto on myös erittäin tärkeä: ne ovat kartiomaiset, jolloin kaikki voima kohdistuu kallion pinnan hyvin pieneen kohtaan. Tämä todella auttaa rikkomaan kallion sijaan että vain työntäisi sitä tai kiillottaisi sitä, kuten useimmiten tapahtuu litteiden tai vasaraterämäisten terien kanssa. Ei enää ongelmia terän lukkiutumisesta, joten poraus jatkuu tasaisella vauhdilla. Käytännön tulokset kenttäkäyttäjiltä osoittavat, että 30 metrin reiän poraaminen kestää noin 2,5 tuntia vähemmän graniitissa näitä teriä käytettäessä. Tämä tarkoittaa noin 22 prosenttia tehokkaampaa työskentelyä päivässä verrattuna perinteisiin menetelmiin.

Energiatehokkuus ja seisokit vähenevät hankaavissa kerroksissa

Kun porataan kvartsirikkaiden kerrosten läpi, paranneltu suunnittelu vähentää tarvittavaa vääntömomenttia jopa 18–25 prosentilla. Tämä tarkoittaa, että polttoainetta kuluu vähemmän ja koko porakalusto kestää huomattavasti paremmin ajan mittaan. Näissä poranterissä käytetty volframikarbidimateriaali kestää myös paljon paremmin. Vakiotaottiset metallihammaset eivät yksinkertaisesti kestä erittäin vaikeassa maastossa. Olemme nähneet kenttätestejä, joissa nämä erikoisporanterit kestävät kolminkertaisesti pidempään ennen kuin ne täytyy vaihtaa. Sen sijaan, että poranterit vaihdettaisiin joka 80 metrin välein kuten tavallisesti, käyttäjät voivat nyt jatkaa aina 240 metriin asti ennen kuin huolto vaaditaan. Älkäämme unohtako vaikutusta lopputulokseen. Kenttätiedot osoittavat, että tämä tarkoittaa noin 35 % vähemmän odottamattomia pysäytysten toiminnan aikana. Pohjois-Amerikan todellisissa kovassa kallioperässä tehtävissä porausprojekteissa yritykset raportoivat säästävänsä noin 17 dollaria jokaista porattua metriä kohden näiden parannusten ansiosta. Ei huono saavutus jotakin, joka alun perin vaikuttaa niin tekniseltä.

Laajennettu työkalun käyttöikä: Kiven kulumisvastus ja kestävyys Ruuvipora-ammusjyset

Karbidiluodin hampaiden kestävyys verrattuna perinteisiin hampaisiin kohtalaisesti ja erittäin kovassa kivessä

Tungsten-karbidiluodinhampaat säilyttävät leikkausominaisuutensa yli 1 000 käyttötuntia hankaavissa kerroksissa – kolminkertaistaen perinteisten metalliseoshammasien käyttöiän muodostumissa, joiden puristuslujuus ylittää 60 MPa. Tämä kestävyys johtuu kolmesta toisiinsa liittyvästä edusta:

• Erinomainen kuljetusvastus : Karbidikärjet näyttävät 68 % vähemmän materiaalin menetystä graniittiporauksessa (Drilling Efficiency Journal, 2023)
• Vaikutusten kestävyys : Alhaisempi murtumisalttius kivikkorikkaiden tai vaihtelevan tiheyden muodostumien aikana
• Modulaarinen vaihtotehokkuus : Nopeasti vaihdettavat varren suunnittelut vähentävät huoltokatkoaika 40 %

Laajennettu käyttöikä johtaa suoraan kustannussäästöihin, ja toiminnat raportoivat jopa 70 %:n vähennyksestä hampaiden vaihtokustannuksissa porattaessa kovan kvartiitin ja basalttikerrosten läpi.

Sovellusintegraatio: Kivi-ruuviporakärkien sovittaminen laitteisiin ja työn vaatimuksiin

Suunnitteluyhteensopivuus ruuvimeisselin halkaisijan, siiven johdon ja vääntömomenttiprofiilin kanssa

Kalliojuoksuporanterän kärkien oikea asennus edellyttää kolmen tärkeän tekijän huomioimista: itse poranterän koko, spiraaliosien välimatka sekä koneen käyttövääntömomentti. Terien muodon suhteen niiden rakenteen on sovittava poranterän halkaisijaan, jotta voimat jakautuvat tasaisesti koko leikkauspinnalle. Siiven nousu, mikä tarkoittaa spiraaliosien välimatkaa toisistaan, vaikuttaa merkittävästi siirtymisnopeuteen ja siihen, aiheutuuko tukoksia. Jyrämmillä nousuilla, joissa spiraalit ovat lähempänä toisiaan, tarvitaan erityisiä teräjärjestelyjä, jotka parantavat lohkosten poistumista vaikeissa tai tahmeissa maolosuhteissa. Porakoneen tuottaman vääntömomentin on oltava yhdenmukainen sen kanssa, mitä terät kestävät rikkoutumatta. Jos tämä tasapaino puuttuu, erityisesti kovemmissa kallioissa, joiden lujuus ylittää 60 MPa, kulumisnopeus kasvaa huomattavasti viime vuonna julkaistun tutkimuksen mukaan lehdessä Drilling Tech Review. Ennen asennusta tarkista aina varresten mitat ja kiinnitystavan yhteensopivuus laitteen teknisten tietojen kanssa. Tämän vaiheen ohittaminen voi johtaa melko kalliisiin katkoihin myöhemmin.

UKK

Mitä kallioporakärkien luodinkampojen on?

Kallioporakärkien luodinkampa ovat porauskomponentteja, joiden kartiomainen muoto on suunniteltu tehokkaasti tunkeutumaan kovissa kallioissa. Ne keskittävät porausvoiman pieniin kohtiin, mikä parantaa tehokkuutta.

Miten volframikarbidiluodinkampa parantavat porausta?

Volframikarbidiluodinkampa parantavat porausta vähentämällä energiantarvetta, lisäämällä tunkeutumisnopeutta ja minimoimalla käyttökatkot niiden geometrian ja materiaaliominaisuuksien ansiosta.

Mikä on etuja karbidiluodinkampojen käytöstä kovassa kalliossa porattaessa?

Etuiin kuuluu erinomainen kestävyys, kulumisvastus ja kustannussäästöt, johtuen pidentyneestä työkalun elinkaaresta ja vähentyneistä kampojen vaihtokustannuksista.