Ბულეტის კბილები წინააღმდეგ ერთი როლერის ბიტების: თქვენს პროექტზე სწორი ხელსაწყოს არჩევა

Ფორმაციის სიმტკიცის შესატყოვნებლობა: ბიტის დიზაინის შეთავსება ქანის სიძლიერესთან

Სწორი საჭრელი ბიტის არჩევა — მიუხედავად იმისა, რომელი ბიტი იყოს — მუხლის სანაგვი ან ერთი როლის ბიტები — მნიშვნელოვნად არის დამოკიდებული ფორმაციის სიმტკიცეზე, რომელიც იზომება ერთოსებოვანი შეკუმშვის სიძლიერით (UCS). არაშეთავსებული ხელსაწყოები აჩქარებენ აბრაზიულ wear-ს, ამცირებენ ეფექტურობას და ამატებენ პროექტის ხარჯებს.

Რატომ არის ბულეტის კბილები უკეთესი რბილიდან საშუალო სიმტკიცის ფორმაციებში (UCS < 80 MPa)

Ბულეტ-კბილები მუშაობენ ძალის კონცენტრაციით კონკრეტულ წერტილებზე, რათა დაშალონ სუსტად დაკავშირებული ქანები. ამ ინსტრუმენტებს გრძელი ვოლფრამის კარბიდის ბოლოები აქვთ, რომლებიც ღრმავდებიან უფრო ხსნად მასალებში, მაგალითად შელე ან კირქვაში, ხელოვნური ტრიალების ძალიან მცირე რაოდენობით. ველური გამოცდილები აჩვენებს, რომ ეს ინსტრუმენტები ამ ფორმაციებს 18–25 პროცენტით უფრო სწრაფად ჭრის, ვიდრე ძველი მოდელები. ისინი განსაკუთრებით კარგად მუშაობენ გლინებით სავსე არეებში ან მიკროტვირთებით სავსე ქანებში, სადაც სხვა მეთოდები მხოლოდ აგუბებენ, არ ჭრის ეფექტურად. მაგრამ ამ ინსტრუმენტებს ასევე არსებობს ერთი ნაკლოვანება. როცა მუშაობენ კვარცით მდიდარ ფენებზე, მათი ბოლოები უფრო სწრაფად იშლება, ვიდრე ელოდებიან, რაც ნიშნავს, რომ ოპერატორებმა ამ კონკრეტულ პირობებში აბრაზიული მოცვლის მონიტორინგი უნდა ახორციელონ.

Სად იყენებენ ერთი როლერის ბიტებს: მკვრიძე, აბრაზიული ფენები (UCS 100 MPa) და კვარცით მდიდარი ქანები

Როდესაც ბულეტ-კბილები არ უმკლავდებიან ამოცანას, ერთი როლერისგან შემდგარი ბიტები ხშირად უკეთ მუშაობენ ძნელი საჭრელი პირობებში. ამ ბიტებში გამოყენებული როლირებადი კონუსები სამუშაო ტვირთს რამდენიმე კარბიდულ ჩასასმელზე ანაწილებენ, რის შედეგადაც ისინი გრანიტს ან ბაზალტს შეძლებენ შეკუმშვით (არ არის სჭარდო ძალებზე დამოკიდებული) დამახსოვრებული ქვების დაჭერას. ეს მიდგომა შემცირებს ცალკეული წერტილების გარშემო ცხელი ლაქების წარმოქმნას და საერთოდ ამ ბიტებს კვარციტის ფორმაციებში მუშაობის დროს დაახლოებით ორჯერ უფრო გრძელხანიანად აძლევს მუშაობის ხანგრძლივობას. საყრდენი სისტემა ასევე დაცულია მიწის ნაკრებისა და სხვა მავნე ნაკრების შიგნით შესვლისგან, ამიტომ ისინი მდგრადობას ინარჩუნებენ მაშინაც კი, როდესაც მათ მოქმედებს 100 მპა-ს აღემატებული ძალიან მაღალი წნევა. სხვადასხვა მაღაროში ჩატარებული რეალური გამოცდები აჩვენეს, რომ ექსპლუატაციის მსგავსი პირობებში ექსპლუატატორები ამ ბიტებს სხვა ტიპის ბიტებთან შედარებით დაახლოებით 30%-ით ნაკლებად აცვლიან.

Მეхანიკური მოქმედება და ტვირთის გადაცემა: წერტილური შეტევა წინააღმდეგ როლირებადი შეჭრის დინამიკის

Ძაბვის კონცენტრაცია და ბულეტ-კბილების კარბიდული წვერების დაზიანების რეჟიმები

Ბულეტის ფორმის კბილები მუშაობენ იმ პრინციპით, რომ მათი შეტევა კონცენტრირდება კონკრეტულ წერტილებზე, რათა ქანების ზედაპირზე მაქსიმალური ძალა გადაეცეს. ამ კბილებს კონუსური კარბიდული წვეროები აქვს, რომლებიც ტვირთს მიმართავენ მიკროსკოპულ კონტაქტულ ზონებში, რომლების ფართობი 1 კვადრატულ მილიმეტრზე ნაკლებია. ეს იწვევს არაჩვეულებრივ მაღალ სტრესს, ხშირად 2500 მეგაპასკალზე მეტს, რაც საკმარისია თითქმის ნებისმიერი სედიმენტური ქანის ფორმირების გასახელებლად. წარმოიდგინეთ ეს როგორც საყელოს წერტილის ჩაჭრა კერამიკაში — რაც უფრო პატარაა კონტაქტის ადგილი, მით უფრო ღრმა შევა იგი იმავე წნევის ქვეშ. თუმცა, ამ სტრესის ინტენსიური კონცენტრაციის უარყოფითი მხარეც არსებობს. როცა კბილები კვარცით მდიდარ ქანებში მუშაობენ, არათანაბარი ძალები იწვევს კარბიდული კიდეების გასაკეთებლად მცირე ნაკვეთების წარმოქმნას. მეტი ჯერ შეტაკებები ასევე იწვევს კრაკების წარმოქმნას, რომლებიც გარეთ ვრცელდება ვოლფრამის კარბიდის საფუძველში. ყველაზე საშიში მდგომარეობა მაშინ წარმოიქმნება, როცა გრძელი საჭრელი სესიების დროს წვეროს ტემპერატურა 650 გრადუს ცელსიუსზე მაღალდება. ამ ტემპერატურებზე მასალა სითბოს სტრესის გამო უფრო სწრაფად დეგრადირდება. დაშლის პროცესი ჩვეულებრივ სამი ძირითადი ეტაპით მიდის: პირველ რიგში მოხდება კიდეების თანდათანობითი გამრუდება მათი მოხვარვარების დაწყების გამო, შემდეგ მოდის ზედაპირზე უფრო მნიშვნელოვანი კრაკების წარმოქმნა, ხოლო ბოლოს — დაზიანების იმდენად გაფართოება, რომ მისი გამძლეობა შეუძლებელი ხდება, რაც სრული გატეხვის მიზეზი ხდება.

Როლერ კონუსის კინემატიკა: როგორ ახდენენ აქსიალური ტვირთი, სრიალის კონტროლი და ტრანსმისიის ეფექტურობა შესრულების მაჩვენებლებზე გავლენას

Ერთკონუსიანი ბურღის ბიტები მუშაობენ განსხვავებულად ტრადიციული დიზაინებისგან, რადგან ისინი ეყრდნობიან როლინგსა და შეჭრას, არა მხოლოდ ქანის გატეხვას. კონუსები ბრუნავენ და წონას აძლევენ ბერინგების მეშვეობით, რომლებიც პირდაპირ ქვევით მიმართულ წნევას აქცევენ ბრუნვის ძალად. როცა ამ კონუსებს 20–35 გრადუსის კუთხით აკეთებენ, ისინი თითოეული ბრუნვის დროს მხოლოდ საკმარის სრიალს ქმნიან, რათა ახალი კბილები უწყვეტად შეხვდენ ქანის ახალ ზედაპირებს. ეს კონფიგურაცია ენერგიას ინახავს და არ აძლევს ბიტს გადახტების შესაძლებლობას რთული მასალების გავლის დროს. რასაც ნამდვილად მნიშვნელოვანად უნდა მივაქციოთ ყურადღება, არის ამ სისტემის ძალის ეფექტური გადაცემის ხარისხი, რომელიც გარკვეული ფაქტორების მოქმედების შედეგად გაუმჯობესდება, მათ შორის...

• Აქსიალური ტვირთის სიზუსტე : 30 კნ-ზე მეტი ძალები უზრუნველყოფენ კბილების სტაბილურ ჩაღრმავებას
• Სრიალის მოდერირება : 15–25 % სრიალი ამახსოვრებს კვეთის მოქმედებას ადრეული აბრაზიული wear-ის გარეშე
• Ბერინგების მთლიანობა : პრემიუმ დახურული როლერები შენახავენ სითხის სითბოს 120°C+-ის მიუხედავად სიღრმეში

Როლერული ბიტები გრანიტში (UCS 180 მპა) 30–50 % უფრო მაღალ ბრუნვის მომენტს აღწევენ, ვიდრე პირდაპირი შეტაკების სისტემები, რადგან ვიბრაციის გამო ენერგიის დაკარგვა კლებულობს. მათი განაწილებული ტვირთის პროფილი ასევე თავიდან არიდებს ადგილობრივ გახურებას, რომელიც ზიანს აყენებს ბულეტურ კბილებს.

Რეალური სამუშაო მოსახერხებლობა: საჭიროების სიჩქარე, აბრაზიული წინააღმდეგობა და საჭიროების სტაბილურობა

Საჭიროების სიჩქარის შედარება სხვადასხვა ლითოლოგიაში: 12 სველი სარკმლის პროექტიდან მოპოვებული ველური მონაცემები

12 სხვადასხვა ფუძის პილონის პროექტიდან შეგროვებული ველური მონაცემების შესწავლა აჩვენებს, რომ სხვადასხვა ტიპის ბურღის თავების მიერ მიწაში შეღწევის სიჩქარეში არსებობს შესამჩნევი განსხვავება. როცა მუშაობენ 70 მპა-ზე ნაკლები უკიდურესი შემადგენლობის (UCS) მქონე ხელით შემოსავლელ ქვიშაქვაში, ბულეტის ტიპის კბილები განსაკუთრებით კარგად მუშაობენ და ერთეულოვანი როლერის თავებთან შედარებით 35%-ით უკეთეს შეღწევის სიჩქარეს აჩვენებენ. საშუალო სიჩქარეები შეადგენდა ბულეტის კბილების შემთხვევაში საათში 12,4 მეტრს და როლერების შემთხვევაში საათში 9,2 მეტრს. საინტერესო ხდება მაშინ, როცა გადავდივართ საშუალო სიხშირის ცხადი ქვაში, რომლის UCS 60–80 მპა-ს შორის მდებარეობს. ამ შემთხვევაში ორივე ტიპის ბურღის თავი მსგავსად მუშაობს და საათში 7,5–8,3 მეტრს შეადგენს. მაგრამ შემდეგ მოდის ძნელი მასალა — აბრაზიული კვარციტი, რომლის UCS 100 მპა-ზე მეტია. ამ შემთხვევაში ერთეულოვანი როლერის თავები გადაიღებენ წარმატებას: ისინი შეძლებენ საათში 6,1 მეტრის სიჩქარით მუშაობას, ხოლო ბულეტის კბილები სერიოზულად უარყოფითად იმოქმედებენ და მათი სიჩქარე მხოლოდ საათში 4,3 მეტრამდე კლებულობს, რადგან მათი წვერები ძალიან სწრაფად აბირებიან. ველური ჯგუფები დაადგინეს, რომ ამ გადასვლების დროს ბურღვის პარამეტრების — როგორიცაა ბურღის თავზე მოდებული წონა და საათში ბრუნვების რაოდენობა (RPM) — რეალურ დროში შეცვლა შეიძლება შეღწევის სიჩქარის 18–22 პროცენტით გაზრდას უზრუნველყოს, რაც მოცემულ მომენტში რომელიმე კონკრეტული ქვიშაქვის ტიპის მიხედვით განისაზღვრება.

Ცხოვრების ხანგრძლივობის განსხვავება: კბანის დაშლა წინააღმდეგ საყრდენის მოტაცების — ექსპლუატაციის ხანგრძლივობის საზღვრები

Ამ სისტემების სიცოცხლის ხანგრძლივობის შესწავლა აჩვენებს მათი დაზიანების სრულიად განსხვავებულ გზებს. ბულეტ-კბილები ჩვეულებრივ 850 საათის შემდეგ სჭირდება შეცვლა საჭრელი ოპერაციების დროს, ძირითადად იმიტომ, რომ მათი კარბიდული წვერები იყენების დროს ტრიალების მყარობით 80 მპა-ზე მეტი ქანების გავლის დროს იშლება. როლერ-ბიტები კი სხვა ისტორიას рассказывает. ისინი მსგავსი პირობებში 1200 საათზე მეტხანს მუშაობენ, მაგრამ მიახლოებით 1000 საათის შემდეგ იწყებენ საყრდენების პრობლემების ნიშნების გამოხატვას, განსაკუთრებით სილიციუმის შემცველობით მდიდარ ადგილებში. რა აკეთებს ამ ფაქტს მნიშვნელოვანს? როდესაც საყრდენები უარყოფითად მუშაობენ, მთელი ბიტი უნდა შეიცვალოს, რაც სამჯერ მეტი ღირს, ვიდრე მხოლოდ ცალკეული კბილების შეცვლა. ეკონომიკური თვალსაზრისით, ბულეტ-კბილები ფაქტიურად ხარჯებს ზოგადად დაზოგავენ ნაკლებად და საშუალო მყარობის ქანებში — დაახლოებით 19%-ით ნაკლები ხარჯი მეტრზე გაჭრილი სიგრძის მიხედვით, მიუხედავად იმისა, რომ ისინი არ არიან ისე გრძელხანს მუშაობის უნარიანები. მაგრამ როდესაც პროექტები ნამდვილად ძალიან მძიმე და აბრაზიული ხდება, როლერ-ბიტები ხდება უკეთესი არჩევანი დაახლოებით 27%-ით დაზოგვით. ის ექსპლუატატორები, რომლებიც ყურადღებით აკონტროლებენ ვიბრაციის მოდელებს, შეძლებენ ადრეულ ეტაპზე ამ პრობლემების აღმოჩენას და მნიშვნელოვანი გამორემონტების თავიდან აცილებას კრიტიკული ეტაპების დროს.

Პროექტზე დაფუძნებული შერჩევის ფრეიმვორკი: როდის უნდა აირჩიოთ Მუხლის სანაგვი vs Ერთობლივი როლიკი Ბიტები

Ბულეტ-თეთრებისა და ერთეულოვანი როლერ-ბიტების შორის არჩევანი ძირითადად ეფუძნება სამი ძირევან ფაქტორს: ქანის სიკიდეს, სამუშაოს მოთხოვნებს და საგარეო შეზღუდვებს. როცა მუშაობთ უფრო მოხდენადი მასალებში, როგორიცაა თიხა ან ქვიშის ფენები (ყველაფერი, რაც 80 მპა-ზე ნაკლებია UCS-ში), ბულეტ-თეთრები მნიშვნელოვნად უფრო სწრაფად ჭრის, ხშირად შეიძლება გამოიყენოს საჭრელი დრო 35%-ით შემცირდეს. თუმცა, როცა მიწა შეიცავს ბევრ კვარცს ან სხვა ძლიერ ქანებს (100 მპა-ზე მეტი UCS-ში), ერთეულოვანი როლერ-ბიტები უკეთ მუშაობს, რადგან მათი როლირებადი შემოხვევის მოქმედება უზრუნველყოფს სტაბილურობას და ამცირებს სიღრმის სარემონტო სამუშაოების დროს მიმართულების გადახრის ალბათობას. არსებობს სხვა ფაქტორებიც. ქალაქურ პროექტებში, სადაც სივრცე შეზღუდულია, ხშირად არჩევენ ბულეტ-თეთრებს, რადგან ისინი სწრაფად შეიძლება შეიცვალოს. მოშორებულ ადგილებში ძლიერი ქანის საჭრელი სამუშაოების დროს ჩვეულებრივ იყენებენ ერთეულოვანი როლერ-ბიტებს, მიუხედავად იმისა, რომ მათი საწყისი ღირებულება მაღალია. ზოგიერთ ადგილას ვიბრაციების შესახებ მკაცრი წესები არსებობს, ამიტომ ამ შემთხვევაში როლერ-ბიტები სავალდებულოა ნებისმიერი სიტუაციის გამო. როცა სამუშაოები მრავალი ტიპის ქანის ფენებს ხვდება, ბევრი საჭრელი მასინა არჩევს კომბინირებულ მიდგომას — ბულეტ-თეთრებს ხვრელის კიდეებზე და ცენტრალურ როლერ-ბიტს მის ცენტრში. ეს კომბინაცია ხელს უწყობს კარგი პროგრესის შენარჩუნებას და ხვრელის სწორი მიმართულების დაცვას. საბოლოო ჯამში, აირჩიეთ ის ბიტი, რომელიც უკეთ აკმაყოფილებს პროექტის ყველაზე მნიშვნელოვან რისკებს. ბულეტ-თეთრები აირჩიეთ, როცა მოხდენადი მიწაში სიჩქარე ყველაზე მნიშვნელოვანია, მაგრამ არ შეამციროთ როლერ-ტექნოლოგიის ხარისხი იმ ადგილებში, სადაც ცუდი აბრაზიული მოხმარება შეიძლება მთელი სამუშაოების დღეების განმავლობაში შეაჩეროს.

Საერთო საკუთრების ღირებულება: წინასწარი ინვესტიციების და ექსპლუატაციური ეფექტურობის ბალანსი

Საერთო საკუთრების ღირებულების ანალიზი: 800 მეტრი სხვადასხვა სიკორტიანობის ფენებში მეტრზე დაკარგული ხარჯები

Ბულეტ-კბილებსა და ერთეულოვან როლერ-ბიტებს შორის არჩევანი რთულდება, როდესაც განხილვის საგანი არის საერთო საკუთრების ღირებულება, არა მხოლოდ ფასდაფაზე მითითებული ღირებულება. ბულეტ-კბილები საწყის ეტაპზე ჩვეულებრივ 15–20 პროცენტით იაფებია, მაგრამ ძალიან რთულ ფორმაციებში ისინი უფრო სწრაფად იხარჯებიან, რაც ნიშნავს ხშირად მომხმარებლის მიერ შეცვლას და ოპერაციების დროს დაკარგულ დროს. მეორე მხრივ, ერთეულოვანი როლერ-ბიტები საწყის ეტაპზე ნამდვილად ძვირად ედგებიან, მაგრამ ისინი იმ მძიმე ქანებში, სადაც შეუკავებელი შეხუტების სიძლიერე 100 მპა-ს აღემატება, 30–40 პროცენტით უფრო გრძელხანიანია. ამ გასაგრძელებელი სიცოცხლის ხანგრძლივობის შედეგად გრძელვადი პერიოდში ფული ინახება, რაც კვეთის ხარჯებს კვარცით მდიდარ ფენებში დაკარგული მეტრზე 18 აშშ დოლარით ამცირებს. ციფრები სხვა ისტორიას ამბობენ, ვიდრე მხოლოდ ფასდაფებზე მითითებული ღირებულებების შედარება.

Შედარებითი TCO ანალიზი 800 მეტრიან ნარევ-სიკოცონის სიღრმეში აჩვენებს:

• Მუხლის სანაგვი გამოირჩევიან ხელსაყრელ და საშუალო სიკოცონის ფორმაციებში (UCS < 80 MPa), საწყისი ხარჯების დაბალობის გამო, მაგრამ აბრაზიულ ზონებში ბიტების ჩანაცვლება 2,3-ჯერ მეტად ხდება
• Ერთი როლის ბიტები მიაღწევენ 22%-ით მაღალ ROP-ს (სიღრმეში შეღწევის სიჩქარეს) მკვეთრ ქანებში, რაც კომპენსირებს მათ მაღალ შეძენის ღირებულებას საჭარბიანო დროსა და შრომის ხარჯების შემცირებით

Ექსპლუატაციური ეფექტურობის სხვაობები გაფართოვდება რთულ გეოლოგიაში — ერთი როლერის ბიტები მოქმედების დროს მომენტის სტაბილურობას ინარჩუნებენ ფორმაციების გადასვლის დროს, ხოლო ბულეტის კბილები შერეულ ფენებში კარბიდული წვერების აჩქარებულ გატეხვას იწვევენ. 40%-იანი მკვეთრი სტრატას მოცულ პროექტებში TCO მოდელირება დაადასტურებს, რომ ერთი როლერის ბიტები მაღალი საყიდლის ფასის მიუხედავად ხარჯებს 14–19%-ით ამცირებენ.

Ხელიკრული

Რა არის ბულეტის კბილების ძირითადი უპირატესობები საჭარბიანოში?

Ბულეტის მოხვევები განსაკუთრებით ეფექტურია რბილიდან საშუალო სიმძლავრის ფორმაციებში, რადგან ისინი ძალას კონცენტრირებენ კონკრეტულ წერტილებზე. ამ პირობებში ისინი სწრაფად მუშაობენ ტრადიციული მეთოდების შედარებით, ხოლო საველე ტესტები აჩვენებენ სავრედების სიჩქარეში 18–25 პროცენტიან გაუმჯობესებას.

Როდის უნდა გამოყენებული იქნას ერთი როლერის ბიტები სავრედების პროექტების განმავლობაში?

Ერთი როლერის ბიტები უკეთესად ეფექტურობენ მკაცრ, აბრაზიულ ფენებსა და კვარცით მდიდარ ფორმაციებში. ისინი შეძლებენ მეტი წნევისა და ტემპერატურის გატანას და საერთოდ უფრო გრძელვადიანია მკაცრ პირობებში. ისინი უკეთესი არჩევანია მაღალი UCS მნიშვნელობების და კვარციტის ფორმაციების შემთხვევაში.

Როგორ განსხვავდება სრული საკუთრების ღირებულება (TCO) ბულეტის მოხვევებსა და ერთი როლერის ბიტებს შორის?

Ბულეტის მოხვევები საწყისი ღირებულებით უფრო იაფია და ეფექტურია რბილიდან საშუალო სიმძლავრის ფორმაციებში. თუმცა, მათ უფრო ხშირად უნდა შეიცვალოს. ერთი როლერის ბიტები საწყისად ძვირად ედგება, მაგრამ მკაცრი ქანების ფორმაციებში ხანგრძლივად მუშაობენ, რაც საბოლოო ჯამში ხარჯების შემცირებას ნიშნავს.

Რომელი ფაქტორები უნდა გაითვალისწინოს პროექტზე დამოკიდებული ინსტრუმენტების შერჩევისას?

Გასათვალისწინებლად მოიაზრება ქანის მკვრივობა, პროექტის მოთხოვნები, საიტის შეზღუდვები და ნებისმიერი რეგულატორული შეზღუდვები საჭრელი სამუშაოებზე, განსაკუთრებით ის, რომელიც დაკავშირებულია ვიბრაციის დონეებთან. ეს ფაქტორები დაგეხმარებათ განსაზღვრაში, რომელი ინსტრუმენტი უფრო შესაფერებელია — ბულეტის კბილები თუ ერთეულოვანი როლერული ბიტები — ფორმაციის პირობების მიხედვით.