Så förlänger du livslängden på din trikonborr – underhållstips

Förstå slitage på triconeborrunar och vanliga skadeorsaker

Vanliga orsaker till skador på borrkronor

De flesta tricone borrningsdelar går sönder på grund av tre huvudsakliga problem. För det första är det den ständiga slipningen mot berg som sliter ner dem med tiden. Sedan får vi se kraftfulla stötar när man borrar igenom mycket hårda formationer. Och så får man inte glömma värmeproblem som uppstår när kylningen inte är tillräcklig. Enligt forskning som publicerades förra året sker omkring två tredjedelar av tidiga bortfall helt enkelt därför att operatörerna inte valde rätt typ av borrningsdel för det material de faktiskt borrade i. En fjärdedel skadas bara för att det inte finns tillräckligt med smörjning i systemet. Det som förvärrar saker och ting är när smuts samlas upp mellan de små lagren inuti borrningsdelen. Den här typen av oreda kan göra att komponenterna slits ut nästan hälften så snabbt som de borde, om allt förblir rent och väl underhållet under drift.

Identifiera slitage genom regelbundna visuella inspektioner

Operatörer bör undersöka tänder för avfläknings skador (2 mm indikerar byte brådskande), kontrollera lager spel (axiell rörelse >1,5 mm signalerar risk för haveri) och övervaka tätheten. Den IADC-klassificeringssystemet tillhandahåller en standardiserad ram:

• Klass 1-2 : Liten slitage, justera borrparametrar
• Klass 3-4 : Måttlig skada, schemalägg underhåll
• Klass 5+ : Kritiskt haveri, omedelbart byte krävs

Driftsfel som minskar hållbarheten

Fem vanliga fel står för 78 % av förbrukning som kan undvikas:

1. Överdrivna vikter vid borrhuvudet bortom tillverkarens gränser (+15 % kraft = 37 % snabbare lagerförsämring)
2. Felaktig varvtalet för bergarts hårdhet (mjukt berg kräver 20-30 % lägre rotationshastigheter)
3. Att kontinuerligt borra igenom hål fyllda med skräp
4. Att inte rensa bort borrspån vid borrhuvudsuttagning
5. Användning av slitna stabilisatorer som orsakar sidovibrationer

A 2023:s felanalys visade att att åtgärda dessa driftfel förlängde borrhuvudets livslängd med 60 % i granitformationer, samtidigt som ersättningskostnaderna minskade med 18 400 USD per brunn.

Rutiner för inspektion och rengöring av borrhuvuden

Steg-för-steg-process för rengöring för att förhindra ansamling av skräp och överhettning

Efter varje borrningsoperation ska denna rengöringsprotokoll implementeras för att upprätthålla optimal prestanda:

1. Låt borrkronan kylas helt innan hantering
2. Använd komprimerad luft för att rensa bort skräp från spolhål och lagerområden
3. Borsta yttre ytor med en nylonborste för att ta bort stenpartiklar
4. Undersök vattenledningar på blockeringar med hjälp av en ficklampa
5. Använd rostskyddsmedel innan förvaring i torra förhållanden
   Denna process förhindrar materialuppsamling som orsakar överhettning och minskar slitage beroende på friktion med upp till 40% enligt studier på borrutrustning. Blockerade spolkanaler ökar drifttemperaturen med 15–20°C, vilket påskyndar komponenternas nedbrytning.

Rätt rengöring för att upprätthålla borrkronans prestanda och förhindra tidig förstörelse

Regelbunden rengöring bevarar strukturell integritet genom att eliminera slipande föroreningar som gnuggar mot rörliga komponenter. Forskning visar att borrkronor utsätts för 30% snabbare slitage när restskräp finns kvar mellan tänder och lager. Fokusera rengöringen på:

• Lagerätningar där fina partiklar ansamlas
• Tandrotsområden där stensplitter fastnar
• Vattenledningsinlopp som samlar upp sediment
  Att försumma dessa områden leder till mikroabrasion som gradvis minskar skärningskapaciteten och kan orsaka katastrofala lagerhaverier. Inför rengöring efter användning som en standardrutin för att maximera drifttiden mellan serviceintervall.

Effektiv smörjning och korrosionsskydd för långvarig skydd

Så här förebygger du rost och korrosion i triconborrningar

För att bekämpa rost behöver vi skapa barriärer mot fukt genom att använda särskilda beläggningar och rostföretardande oljor som bör appliceras regelbundet efter varje användningstillfälle. Sättet som dessa behandlingar fungerar på är ganska enkelt – de fyller de små porerna i metallytorna och stoppar därigenom syre och vatten från att tränga in där rostprocessen egentligen börjar. När man har att göra med verkligen hårda förhållanden finns det saker som kallas ångkorrosionsinhibitorer eller VCIs som förkortas. Dessa bildar en osynlig skyddande yta på molekylär nivå över metallytorna. Studier från olika industrier visar att om arbetare rengör utrustningen ordentligt efter användning och därefter applicerar någon form av rostförebyggande spray, kan korrosionsproblem minska med cirka 70 % i gruvmaskineri. Och glöm inte bort borrsmörjen heller. Få bort den omedelbart efter att operationerna är klara eftersom de kemikalier som ingår i den kommer att påskynda oxidationen om den lämnas kvar på metallen över natten. Den här typen av ämnen älskar verkligen att bryta ner ytor när den får tid.

Effektiv smörjningspraxis som förbättrar borrverktygets hållbarhet

Exakt smörjning förlänger lagerlivslängden genom att minska friktionsvärmen med cirka 40°C enligt studier av lagerprestanda. Följ denna procedur:

• Använd extrempress (EP) fett specifikt framtaget för borrningar med hög belastning
• Applicera smörjmedel genom tätslutsfittings innan varje arbetspass med hjälp av kalibrerade verktyg
• Övervaka fetts viscositet månadsvis eftersom degraderade smörjmedel förlorar 80% av sina skyddande egenskaper
• Inför automatiska smörjsystem för jämn smörjning i komplexa lagerkonstruktioner
  Otillräcklig smörjning orsakar metall mot metall-kontakt medan övermåttlig smörjning attraherar slipande partiklar – båda scenarierna ökar slitage. Upprätta underhållsloggar för att följa smörjningsplaner i förhållande till borrverktygets prestandamätningar.

Skydda borrverktyg från fukt och föroreningar under drift och förvaring

Utnyttja en flerlagersförsvar mot miljömässiga hot:

1. Under drift: Montera gummibellows-tätningar på lagerrum för att blockera inlöp av slam
2. Efter drift: Trippeliskning med komprimerad luft, lösningsmedelbad och avfettningsmedelssprayer
3. Lagring: Använd kiselsjukdosen i lufttäta behållare som upprätthåller <30 % fuktighet
   Förvaring i kontrollerad miljö förhindrar kondenscykler som orsakar ytterligare rost, medan förvaring på pallar undviker markfuktuppkapillär. För förlängd bevaring säkerställer vakuumförsegling med torkmedel 18–24 månaders korrosionsfri skydd enligt industriella bevarandestandarder.

Rätt hantering, förvaring och miljöskydd

Bästa metoder för hantering för att undvika fysisk skada

När du flyttar tricone borrningsdelar bör du ta tag i dem med båda händerna på de starkaste punkterna för att få bästa stabilitet. För de tyngre delarna är det praktiskt att använda mekaniska lyft eftersom att tappa dessa delar kan spräcka de dyra delarna i tungstenkarbid eller förstöra lagerjusteringen helt. Se till att sätta skyddande huvor över skärkedelarna när de inte används, och lägg aldrig borrningsdelar direkt på betonggolv eller stålbänkar. Vi har sett för många fall där arbetare av misstag skadat borrningsdelar med vridnycklar eller hammarslag under transport mellan stationer. Dessa små skador kan vid första anblicken verka obetydliga, men i längden försvagar de hela konstruktionen och leder till tidigare skador.

Korrekt lagring för kortvarigt och långvarigt bevarande

För båda tidsperioderna, använd försedda stativ som håller borrarna upphängda över betonggolvet för att förhindra fuktabsorption. Rotera lagerinventarierna kvartalsvis med FIFO (First-In-First-Out)-system för att säkerställa jämn användningsfördelning i ditt borrningsinventarie.

Undvika temperatur- och fuktrisker i lagringsmiljöer

Att hålla lagringsområden inom ett konsekvent temperaturområde på cirka 50 till 80 grader Fahrenheit (cirka 10 till 27 grader Celsius) samtidigt som fuktnivåerna hålls under 50 procent relativ fuktighet hjälper till att förhindra att kondens bildas på lagrade föremål. Många lagerhallar finner det hjälpsamt att installera torkmedelssystem inuti täta behållare och regelbundet kontrollera fuktnivåerna med digitala hygrometer för exakta mätningar. Det är också klokt att inte förvara känsliga material alltför nära ytterdörrar, fönsteröppningar eller uppvärmnings-/kylkanaler, eftersom dessa platser ofta utsätts för snabba temperaturförändringar som ibland överstiger fem grader per timme. Företag belägna vid kustlinjer eller i andra områden med naturligt hög fuktighet bör på allvar överväga att investera i klimatstyrda lösningar för förvaring, utrustade med reservfunktioner för avfuktning. Dessa extra försiktighetsåtgärder blir särskilt viktiga när det gäller utrustning som är sårbar för skador orsakade av salt i luften, vilket på lång sikt kan orsaka korrosion.

Optimering av borrparametrar för att maximera borrverktygets livslängd

Anpassning av varvtal, vikt och matningshastighet till bergartsformer

Att hitta rätt balans mellan rotationshastighet (RPM), vikt på borrverktyget (WOB) och matningshastighet beroende på vad som finns under marken är verkligen viktigt för att få de tricona borrverktygen att hålla längre. När man borrar igenom hård materia som granit behöver operatören sänka hastigheten till cirka 50–80 RPM men samtidigt öka trycket på borrverktyget till mellan 8 och 12 ton. Detta minskar belastningen på lager och förhindrar att tänderna slits för snabbt. I motsats härtill innebär arbete med mjukare sedimentära bergarter att borrverktyget ska snurra mycket snabbare, cirka 120–150 RPM, samtidigt som belastningen hålls lättare, cirka 4–6 ton. Den här inställningen säkerställer effektiv borrning utan att hela systemet överhettas.

Nyliga branschspecifika jämförelser visar att felaktig parameterinställning står för 37% av tidiga borrningsfel (Drilling Efficiency Report 2023). Driftspersonal kan använda den här guiden för att optimera inställningarna:

Fallstudie: Prestandaförbättringar från parameterkalibrering vid borrning i hård berg

Under ett verkligt test på en kvartsitkross 2023 visade det sig att förändring av vissa viktiga borrparametrar gjorde att borrarna höll mycket längre än vanligt. När man sänkte varvtalet från cirka 100 till bara 65 och ökade trycket på borrhuvudet från cirka 7 ton till 10 ton inträffade något intressant. Borrarna förblev funktionsdugliga i nästan 29 % längre tid, från cirka 48 timmars borrning till 62 timmar innan de behövde bytas ut. Ganska imponerande med tanke på att man ändå lyckades behålla samma penetreringshastighet på 1,6 meter per timme. Ännu bättre blev det när hela anläggningen kördes med lägre temperatur, vilket resulterade i en temperatursänkning på cirka 18 %. Och så fanns det förstås också den ekonomiska besparingen. Varje gång de behövde byta borr sparade de $2 400 eftersom dessa justeringar helt enkelt gjorde att utrustningen slits långsammare.

Vanliga frågor

Vilka är de främsta orsakerna till skador på trikonborrningshuvuden?

Trikonborrningshuvuden skadas främst på grund av konstant slipning mot berg, kraftiga stötar under borrning och överhettning på grund av otillräcklig kylning. Andra faktorer inkluderar att man väljer fel typ av borrningshuvud för formationen och otillräcklig smörjning.

Hur kan jag identifiera slitage på mina borrningshuvuden?

Regelbundna visuella inspektioner kan hjälpa till att identifiera slitage. Operatörer bör leta efter tänder som spruckit, kontrollera lagerledens spel och övervaka tätningarnas integritet med IADC:s klassificeringssystem. Att hålla koll på dessa faktorer signalerar när ett borrningshuvud behöver underhåll eller ersättas.

Vilka driftsfel kan minska borrningshuvudens hållbarhet?

Fem vanliga driftsfel inkluderar överdrivna belastningar på borrningshuvudet, felaktiga varvtalsinställningar, borrning genom hål fyllda med skräp, att man inte tömmer borrspånen och använder utslitna stabilisatorer. Att åtgärda dessa fel kan förlänga borrningshuvudens livslängd avsevärt.

Varför är rengöring av borrningshuvuden viktigt?

Rengöring av borrkronor förhindrar ansamling av skräp och överhettning, vilket bevarar strukturell integritet och skärningskapacitet. Regelbunden rengöring fokuserar på att ta bort slipande föroreningar och förhindra mikroslitage som leder till tidigare skador.

Hur kan jag förhindra rost och korrosion på borrkronor?

För att förhindra rost och korrosion bör specialbeläggningar och rostskyddsoljor appliceras regelbundet efter operationer. Använd ångkorrosionsinhibitorer vid tuffare förhållanden och rengör utrustningen ordentligt efter drift för att ta bort rester av borrslam.