O'toq tishlar va bitta g'ildirakli burmalar: Loyihangiz uchun to'g'ri asbobni tanlash

Tog' jinsining qattiqlik mosligi: Burg'uvchi g'ildirak dizaynini jinsning mustahkamlik darajasiga moslashtirish

To'g'ri burg'uvchi g'ildirakni tanlash — bu pulya denti yoki bitta rollerga ega bitlar — juda muhim darajada tog' jinsining qattiqlik darajasiga, ya'ni bir o'qli siqilish mustahkamligiga (UCS) bog'liq. Noto'g'ri tanlangan asboblar yeyilishni tezlashtiradi, samaradorlikni pasaytiradi va loyiha xarajatlarini oshiradi.

O'q shaklidagi tishlar nima uchun yumshoqdan o'rta-qattiqgacha bo'lgan jinslarda (UCS < 80 MPa) yaxshi ishlaydi

O'qsimon tishlar kuchsiz birikkan tog' jinslarini ajratib yuborish uchun kuchni aniq nuqtalarga jamlash orqali ishlaydi. Bu asboblar shifer yoki ohaktosh kabi yumshoqroq materiallarga chuqur kirib boradigan uzun volfram karbid uchlarga ega bo'lib, ularga aylanish kuchi kam talab qilinadi. Maydon sinovlari shuni ko'rsatdiki, bu asboblar eski modellar bilan solishtirganda bu jinslarni 18 dan 25 foizgacha tezroq burish imkonini beradi. Ular boshqa usullar samarali kesish o'rniga faqat maydalash qiladigan gill va mikroskopik poralar bilan to'la tog' jinslarida ayniqsa yaxshi natija beradi. Lekin bu asboblar bilan ishlashda bir necha cheklovlar ham mavjud. Agar ulardan kvartsli qatlamlarda foydalansangiz, uchlari kutulgandek tezroq chiplanib ketadi; shuning uchun operatorlar shu xususiy sharoitlarda ishlashda ularga e'tibor berib, yeyilish belgilari haqida doimiy nazoratda bo'lishlari kerak.

Yagona silindrsimon burg'ularning hukmronlik qiladigan joyi: Qattiq, abraziv qatlamlar (UCS 100 MPa) va kvartsli tog' jinslari

O'q shaklidagi tishlar qiyinlikka uchraganda, yagona g'ildirakli burg'ulash burmalari qattiq burg'ulash vaziyatlarida yaxshiroq ishlaydi. Bu burg'ular qattiq qoyalar — masalan, granit yoki bazalt — ni kesishda siqilishdan foydalangan holda bir nechta karbid o'rnatmalar orqali ish yukini tarqatadigan aylanuvchi konuslardan foydalanadi; bu esa kesish kuchlariga tayanmasdan, balki siqilishga tayanib ishlashni ta'minlaydi. Bu usul ayrim nuqtalarda issiq joylarning vujudga kelishini kamaytiradi va umuman olganda, kvartsit qatlamlarida ishlaganda burg'uning xizmat ko'rsatish muddati taxminan ikki baravar uzun bo'ladi. Yana bir afzallik — podshipnik tizimi chang va chiqindilarni ichiga o'tkazmaydigan qilib germetiklangan, shu sababli ular 100 MPa dan ortiq bo'lgan juda yuqori bosim ostida ham barqarorlikni saqlaydi. Turli konlarda amaliy sinovlar shuni ko'rsatdiki, shu burg'ularni boshqa turdagi burg'ular bilan solishtirganda, bir xil ish sharoitlarida operatorlar ularni taxminan 30 foiz kamroq tezlikda almashtiradi.

Mexanik harakat va yuk uzatish: Nuqtaviy hujumga qarshi aylanuvchi siqilish dinamikasi

O'q shaklidagi tishlarda kuchlanishning jamlanishi va karbid uchlarning vafot qilish rejimlari

O'q shaklidagi tishlar qatlamli tog' jinslariga qarshi maksimal kuch yetkazish uchun ularga hujum qilishni aniq nuqtalarga jamlash orqali ishlaydi. Bu tishlarning konussimon karbid uchlari yukni 1 kvadrat millimetrdan kam bo'lgan maydonchalar orqali uzatadi. Bu, odatda 2500 megapasqaldan ortiq bo'lgan juda yuqori bosim darajasini yaratadi, bu esa deyarli barcha qatlamli tog' jinslarini singdirish uchun yetarli. Buni qalam uchi bilan g'ishtga bosishga o'xshatishingiz mumkin — kontakt maydoni qanchalik kichik bo'lsa, bir xil bosim bilan u shunchalik chuqurroq kiradi. Lekin bu kuchli bosimning jiddiy kamchiliklari ham bor. Qvarts boylig'i yuqori bo'lgan tog' jinslarida noaniq kuchlar karbid yuzalarida chiplar hosil qiladi. Takrorlanuvchi urilishlar ham volfram karbid asos materialida tashqariga tarqaladigan trostlarni vujudga keltiradi. Uzun muddatli burilish jarayonida uchning harorati 650 °C dan yuqoriga ko'tarilganda vaziyat jiddiy yomonlashadi. Shu haroratlarda material issiqlik ta'sirida tezroq buzilish boshlaydi. Buzilish jarayoni odatda uchta asosiy bosqichdan iborat: birinchidan, yeyilish boshlanganda yuzalar asta-sekin yumalashadi; ikkinchidan, sirtga keng tarqalgan jiddiyroq trostlar paydo bo'ladi; va nihoyat, zarar etkazish shunchalik keng tarqalganki, tish butunlay sinib ketadi.

Silindrsimon konuslar kinematikasi: O'q yo'nalishidagi yuk, sirpanishni boshqarish va buruvchi moment samaradorligi ishlashni qanday boshqaradi

Yagona silindrsimon burg'ular an'anaviy dizaynlardan farqli o'laroq, faqat tog' jinsini sindirish emas, balki aylanish va siqishga tayanadi. Konuslar aylanadi va og'irlikni yuqori sifatli podshipniklar orqali pastga qaratilgan to'g'ri bosimni aylanish kuchiga aylantiradi. Agar bu konuslar taxminan 20–35 gradus burchakda shakllantirilsa, har bir aylanishda yangi tishlar doim yangi tog' jinsi sirtlariga tegib turadigan darajada sirpanish hosil bo'ladi. Bu tizim energiya tejash imkonini beradi va qattiq materiallarni burg'ulaganda burg'u qilqilishini oldini oladi. Asosiy ahamiyatga ega bo'lgan narsa — bu tizimning quvvatni qanchalik samarali uzatishi; bu esa quyidagi omillar ta'sirida yaxshilanadi...

• O'q yo'nalishidagi yuk aniqligi : 30 kN dan ortiq kuchlar tishlarning barqaror joylashishini ta'minlaydi
• Sirpanishni cheklash : 15–25% sirpanish kesish jarayonini optimallashtiradi va erta yeyilishni oldini oladi
• Podshipniklarning butunligi : Yuqori sifatli germetiklangan silindrlar 120°C+ chuqurlikdagi haroratlarda moylanuvchini saqlaydi

Roller bitlar granitda (UCS 180 MPa) vibratsiya orqali energiya yo'qotilishini kamaytirish tufayli to'g'ridan-to'g'ri urish tizimlariga qaraganda 30–50% yuqori buruv momenti samaradorligiga erishadi. Ularning tarqoq yuk taqsimlanishi shuningdek, g'ildirak tishlarini vayron qiladigan mahalliy isishni oldini oladi.

Haqiqiy dunyo sharoitidagi ishlash: Burg'ulash tezligi, chidamlilik va burg'ulash barqarorligi

Turli litologiyalarda burg'ulash tezligining solishtirilishi: 12 ta ustun asos loyihasidan olingan maydon ma'lumotlari

12 ta turli g'ishtli asos loyihasidan maydon ma'lumotlariga qarasak, turli xil buriluvchi boshqaruvlar yer ostiga kirish tezligida juda katta farq bor. UCS 40 MPa dan past bo'lgan yumshoq siltsiton orqali ishlayotganda, 'o'q shaklidagi tishli' buriluvchi boshqaruvlar haqiqatan ham yaxshi ishlaydi va bitta g'ildirakli buriluvchi boshqaruvlarga nisbatan taxminan 35% tezroq kirish tezligini ta'minlaydi. O'rtacha tezliklar 'o'q shaklidagi tishli' buriluvchi boshqaruvlar uchun soatiga 12,4 metr, g'ildirakli buriluvchi boshqaruvlar uchun esa soatiga faqat 9,2 metrni tashkil etdi. UCS 60–80 MPa oralig'ida bo'lgan o'rtacha qattiq ohaktosh shakllanishlariga o'tganimizda vaziyat qiziqarliroq bo'ladi. Ikkala turdagi buriluvchi boshqaruvlar ham bir xil darajada ishlashni boshlaydi va ularning tezliklari soatiga 7,5 dan 8,3 metrgacha o'zgaradi. Ammo keyin eng qattiq material — abraziv kvartsit keladi, uning UCS 100 MPa dan yuqori. Shu yerda bitta g'ildirakli buriluvchi boshqaruvlar ustunlik qiladi: ular tezliklarini soatiga taxminan 6,1 metrda saqlab turadi, 'o'q shaklidagi tishli' buriluvchi boshqaruvlar esa keskin pasayib, tezliklari soatiga faqat 4,3 metrgacha tushadi, chunki ularning uchlari juda tez yeyiladi. Maydon ekipajlari shu o'tishlar paytida burilish parametrlarini — masalan, buriluvchi boshqaruvga beriladigan og'irlik va aylanish tezligini (RPM) — haqiqiy vaqtda sozlash orqali burilish tezligini 18–22 foizga oshirish mumkinligini aniqlagan, bu ko'rsatkich hozirgi vaqtda qanday jins bilan ishlanayotganiga qarab o'zgaradi.

Yashash muddati farqlanishi: Tishlarning singanligi va yorugʻlikning chidamliligi — foydalanish muddati meʼyorlari

Ushbu tizimlarning qanchalik uzoqqa yetishi haqida o'ylab ko'rish ularning buzilish usullarining butunlay boshqacha ekanligini ko'rsatadi. O'qsimon tishlar odatda burg'ulash operatsiyalarining 850-soatlik davrida almashtirilishi kerak bo'ladi, asosan ularning karbid uchlari 80 MPa dan yuqori UCS qiymatiga ega tog' jinslarini burg'ulash paytida singanidan. Boshqa tomondan, g'ildirakli burg'ular boshqa hikoya aytadi. Ular shu kabi sharoitlarda 1200 soatdan ortiq vaqt davomida ishlay oladi, lekin silitsiy kontsentratsiyasi yuqori joylarda taxminan 1000 soatdan keyin yorug'likka o'tish (bearing) muammolari namoyon bo'la boshlaydi. Bu nima uchun muhim? Chunki yorug'likka o'tish (bearing) buzilganda, butun burg'u almashtirilishi kerak bo'ladi, bu esa alohida tishlarni almashtirishga ketadigan xarajatlardan uch baravar qimmatga tushadi. Iqtisodiy jihatdan qarasak, o'qsimon tishlar qisqa muddatli bo'lsada, yumshoqdan o'rtacha qattiqlikdagi jinslarda har bir metr burg'ulash uchun 19% arzonroq turadi. Lekin juda qattiq, abraziv loyihalarga o'tilsa, g'ildirakli burg'ular yaqinda 27% xarajatlarni tejash imkonini beradi. Tebranish namunalarga diqqat qiladigan operatorlar bu muammolarni erta aniqlab, muhim operatsiyalar davomida katta avariya yuzaga kelishini oldini olishlari mumkin.

Loyihaga xos tanlash doirasi: Qachon tanlash kerak Pulya denti bilan Yagona valf Qismi

O'qsimon tishli buriluvchi qismlar va yagona g'ildirakli buriluvchi qismlar orasidagi tanlov asosan uchta asosiy narsaga bog'liq: qanday qattiqlikdagi tog' jinsi bilan ishlanayotganligi, ishning talablari va maydonda mavjud cheklovlarga. Sopol yoki çakil qatlam kabi yumshoqroq materiallar (UCS bo'yicha 80 MPa dan past) bilan ishlashda o'qsimon tishli buriluvchi qismlar g'ildirakli qismlarga qaraganda ancha tezroq kesadi va ba'zan burilish vaqtini 35% gacha qisqartiradi. Ammo yer ostida kvarts yoki boshqa qattiqroq tog' jinslari (UCS bo'yicha 100 MPa dan yuqori) ko'p bo'lsa, yagona g'ildirakli buriluvchi qismlar yaxshiroq ishlaydi, chunki ularning aylanib siqish harakati barqarorlikni saqlaydi va chuqur fundament ishlari davomida yo'nalishdan chetga chiqish ehtimolini kamaytiradi. Boshqa omillar ham bor. Masofaviy joylarda qattiq tog' jinslari bilan ishlashda, g'ildirakli buriluvchi qismlar dastlabki xarajatlari yuqori bo'lsada, odatda ularni tanlashadi. Ba'zi joylarda titrashlar haqida qat'iy qoidalar mavjud, shuning uchun bu yerlarda har qanday holatda g'ildirakli buriluvchi qismlardan foydalanish kerak. Bir nechta turdagi tog' jinsi qatlamlariga duch keladigan ishlarda ko'pchilik buriluvchilar o'qsimon tishli qismlarni buriluvchi qismning atrofida, markazda esa g'ildirakli buriluvchi qismni qo'llaydi. Bu kombinatsiya yaxshi progressni saqlash va buriluvchi o'qning to'g'ri bo'lishini ta'minlashga yordam beradi. Oxir oqibatda, loyiha oldida turadigan eng katta xavf-xatarlarga mos keladigan buriluvchi qismni tanlang. Yumshoq yerda tezlik eng muhim bo'lganda o'qsimon tishli buriluvchi qismlardan foydalaning, lekin yomon ishlash natijasida butun ish kunlar davomida to'xtab qolishi mumkin bo'lgan joylarda sifatli g'ildirakli texnologiyadan qutulmang.

Ega bo'lishning umumiy xarajatlari: Dastlabki investitsiya va operatsion samaradorlik o'rtasidagi muvozanat

TCO tahlili: Aralash qattiklikdagi qatlamlarda 800 metr uchun har bir metr narxi

O'q tishlari va yagona g'ildirakli buriluvchi burmalarni tanlash qarorini faqat narx etiketkasiga qarab emas, balki egallashning umumiy xarajatlari (TCO) asosida qilishda murakkablik paydo bo'ladi. O'q tishlari dastlabki narxlari odatda 15–20 foiz arzonroq bo'ladi, lekin ular haqiqatan ham qattiq qatlamlarda tezroq ishlamoqda, bu esa tez-tez almashtirishni va operatsiyalar davomida vaqt yo'qotishni anglatadi. Boshqa tomondan, yagona g'ildirakli burmalar boshlang'ich narxlari ancha qimmatroq, lekin ular cheklangan siqilish kuchlanishi 100 MPa dan oshgan qattiq tog' jinslarida 30–40 foizga uzunroq xizmat qiladi. Bu uzunroq xizmat muddati haqiqatan ham uzoq muddatda pul tejash imkonini beradi va kvartsga boy qatlamlarda burilish narxini metr boshiga taxminan 18 AQSH dollari miqdorida kamaytiradi. Raqamlar faqat etiketka narxlarini solishtirishga qaraganda boshqacha hikoya aytadi.

Aralash qattiqlikdagi 800 metrli burg'ulash bo'yicha solishtirma TCO tahlili quyidagilarni ko'rsatadi:

• Pulya denti yumshoqdan o'rtacha shakllanishlarda (UCS < 80 MPa) past boshlang'ich xarajatlarga ega bo'lib, ammo abraziv zonalarda buriluvchi burilg'ichlar soni 2,3 marta ortadi
• Bitta rollerga ega bitlar qattiq tog' jinslarida burg'ulash tezligi (ROP) 22% ga yuqori bo'ladi, bu esa qurilma vaqtini hamda mehnat xarajatlarini kamaytirish orqali ularga qo'shimcha sotib olish xarajatlarini qoplab beradi

Murakkab geologiyada operatsion samaradorlikdagi farqlar kengayadi — yagona g'ildirakli burg'ulovchilar shakllanish o'tishlarida aylanma momentni barqaror saqlaydi, ammo g'ildirakli tishlar aralash qatlamlarda karbid uchlarning tezlashgan sindirilishiga uchraydi. Qattiq qatlamlar 40% ni tashkil qiladigan loyihalarda TCO modellashtirish yagona g'ildirakli burg'ulovchilarning narxlari yuqori bo'lsada, xarajatlarni 14–19% ga kamaytirishini tasdiqlaydi.

Ko'p beriladigan savollar

Burg'ulashda g'ildirakli tishlarning asosiy afzalliklari nimalardir?

O'qsimon tishlar kuchni aniq nuqtalarga jamlash qobiliyati tufayli yumshoqdan o'rtacha qattiqroq shakllanishlarda ayniqsa samarali. Ular maydon sinovlari natijasida burg'ulash tezligida 18 dan 25 foizgacha yaxshilanishni ko'rsatgan holda, an'anaviy usullarga nisbatan shu sharoitlarda tezroq ishlaydi.

Burg'ulash loyihalarida bitta g'ildirakli buriluvchi burmalardan qachon foydalanish kerak?

Bitta g'ildirakli buriluvchi burmalar qattiq, abraziv qatlamlar va kvartsga boy shakllanishlarda eng yaxshi ishlaydi. Ular yuqori bosim va haroratlarga chidamli bo'lib, odatda qiyinroq sharoitlarda uzunroq xizmat qiladi. Ular yuqori UCS qiymatlari va kvartsit shakllanishlari uchun yaxshi tanlovdir.

Umumiy egallash xarajatlari (TCO) o'qsimon tishlar va bitta g'ildirakli buriluvchi burmalar orasida qanday farq qiladi?

O'qsimon tishlarning dastlabki xarajatlari pastroq bo'lib, ular yumshoqdan o'rtacha qattiqlikdagi shakllanishlarda samarali. Biroq, ularni tez-tez almashtirish talab etiladi. Bitta g'ildirakli buriluvchi burmalar dastlab qimmatroq, lekin qattiq tog' jinslarida uzunroq xizmat qilish orqali xarajatlarni kamaytiradi va natijada vaqt o'tishi bilan pul tejash imkonini beradi.

Loyiha-ga oid vositalarni tanlashda qanday omillar hisobga olinishi kerak?

Bu yerda qatlamning qattiqlik darajasi, loyiha talablari, maydonchadagi cheklovlar hamda vibratsiya darajasiga oid xavf-xatarlar bilan bog'liq bo'lgan burg'ulash operatsiyalari bo'yicha barcha normativ cheklovlar hisobga olinadi. Bu omillar shakllanish sharoitlariga qarab, o'qsimon tishlar yoki yagona g'ildirakli burg'ularidan qaysi birini tanlash kerakligini aniqlashda yordam beradi.