Fundamentlarni burilishda tuproq va togʻ jinslari sharoitlariga mos keladigan burilish qalpogʻi toʻplamlarini tanlash

Toʻgʻri tanlangan Bor Shakllanish turiga koʻra

Yumshoqdan oʻrtacha qattiq togʻ jinslariga (UCS < 80 MPa): Oʻrtacha tishli va palakli qalpogʻlar optimal burilish chuqurligini va xarajatlarga nisbatan samaradorlikni taʼminlaydi

Uchun bor 80 MPa dan past unconfined compressive strength (chegaralanmagan siqilish mustahkamligi) bilan xarakterlanuvchi gilga boy shiferlar, kalsit qatlamlari va yengil ohakli togʻ jinslari kabi yumshoqroq yer osti sharoitlarida ishlashda miller tishli va shovellarli buriluvchi uchlari ko'pincha afzal tanlov hisoblanadi. Ajoyib kesuvchi chiziqning g'ildiraksimon shakli kuchli kesish ta'sirini yaratadi va boshqa dizaynlarga nisbatan aylanish kuchi talab qilmasdan ishlaydi. Maydon sinovlari shuni ko'rsatadiki, bu buriluvchi uchlar o'xshash tog' jinslarini an'anaviy karbidli uchlarga nisbatan taxminan 40% tezroq burib o'tadi. Shuningdek, moliyaviy foydalar ham juda katta. O'tgan yili 'Drilling Efficiency Journal' (Burilish samaradorligi jurnali) da e'lon qilingan so'nggi tadqiqotlarga ko'ra, operatorlar gil asosidagi qatlamlarda asosan ishlaganda bir metr burilish narxini taxminan 30% ga kamaytirishni bildirishmoqda. Bu, birinchidan, ish paytida quvvat talabi kamayishi, ikkinchidan, yaxshi ishlangan uchlarni kamroq almashtirish zarurati tufayli amalga oshiriladi. Bundan tashqari, ularning oddiy dizayni ularni rezerv komponentlarga ega bo'lmaslik mumkin bo'lgan uzun masofali va yo'nalishli burilish loyihalarida ayniqsa ishonchli qiladi.

Qattiqdan juda qattiqgacha bo'lgan tog' jinsi (UCS 120 MPa): Nima uchun TCI va konussimon karbid Bor bo'lgan chisqichlar Yuqori siqilish muhitida PDC dan yuqori ko'rsatkichlarga ega

Granit, gneys va katta kvartsit qismlari kabi juda qattiq togʻ jinslarini burgʻilashda volfram karbidli qoʻyilmalar (TCI) va konussimon karbidli burgʻi uchlari koʻpincha koʻpchilik joylarda ishlatiladigan polikristall diamantli siqilgan (PDC) tizimlarga qaraganda yaxshiroq ishlaydi. Haqiqat shundaki, PDC kesgichlar silitsiyga boy materiallarga duch kelganda asosan sirgʻalib ketadi va juda tez yeyiladi. Biroq TCI burgʻi uchlari boshqariladigan siqish kuchlaridan foydalangan holda jinslarni haqiqiy ravishda sindiradi va har bir kvadrat santimetrga taxminan 200 kN miqdorida nuqtaviy yuk qoʻllaydi. Maydon sinovlari shuni koʻrsatdiki, bu burgʻi uchlari qattiq bazalt jinslarida uzluksiz 120 soat ishlagandan keyin ham oʻzlarining dastlabki kesish quvvatining taxminan 85% ini saqlab turadi. Bu — shu oʻxshash sharoitlarda standart PDC burgʻi uchlari bilan solishtirganda ikki baravar uzoqroq ishlashni anglatadi. Yana bir afzallik — ushbu asboblarning aylanuvchi konuslari buzilgan jinslarning vibratsiyalarini qanday boshqarishida namoyon boʻladi. Soʻnggi yili "Geotexnik Burgʻilash Koʻrik" jurnalida nashr etilgan maʼlumotlarga koʻra, bu dizayn teshikning ogʻish muammolarini doimiy kesgichli tizimlarga nisbatan taxminan ikki baravar kamaytiradi.

Shakllanish xususiyatlarini tushunish: Qattiqlik, mustahkamlik va sirg‘alanuvchanlik

Kremniyli modda tarkibi va sirg‘alanish indeksi: Qumtosh, bazalt va kvartsitda yaxshi ishlash xavfi darajasini aniqlash

Abrasive yeyilish haqida gap ketganda, silitsiy kontsentratsiyasi eng katta rol o'ynaydi. SiO2 miqdori 60% dan oshib ketganda, yeyilish xavfi eksponent tarzda oshib boradi va bu muhandislarga kutilmaganda qo'l kelishi mumkin. Sanoat ushbu xavfni maydonda o'lchash uchun CERCHAR abrasivlik indeksini (qisqartirilgani — CAI) ishlab chiqqan. Masalan, qumtosh kabi silitsiy miqdori yuqori bo'lgan tog' jinslari odatda CAI 3,0 dan 4,0 gacha oralig'ida joylashadi, qvarts esa yana yuqoriroq — taxminan 4,5 dan 5,5 gacha. Bu materiallar kesgichlarni shunchalik tez yeyib yuboradiki, maxsus karbid joylashtirish usullaridan foydalanish mutlaqo zarur bo'ladi. Boshqa tomondan, past silitsiyli bazalt faqat 10 dan 25% gacha SiO2 ni tashkil qiladi va CAI shkalasida pastroq ball (taxminan 1,0 dan 2,0 gacha) oladi. Boshqa tog' jinslariga nisbatan kamroq abrasiv bo'lsa-ham, bazaltning zich, bir-biriga ulangan mineral tuzilishi tufayli burilish operatsiyalari davomida boshqacha yondashuv talab qiladi.

Yuqori abrazivlikdagi qatlamda kesish tuzilmasi bo'ylab ishlashni bir tekis taqsimlaydigan, asimetrik kesgichlar joylashgan gibrid burilma konstruksiyalari xizmat muddatini an'anaviy konfiguratsiyalarga nisbatan 200% gacha uzaytiradi (Mining Tech Review, 2022).

Barqoq barqoqligini va ishlash samaradorligini ta'minlash uchun burilma burilmasining geometriyasini va kesish tuzilmasini optimallashtirish

Sindirilgan, qatlamli va bir jinsli shakllanishlar: tog' jinsi tuzilmasiga mos keladigan konusli, chiziqli va sharshakli tish konfiguratsiyalari

Burilish qismlarining barqarorligi asosan tish shakli qanday jinsni burilayotganligiga mos kelishiga, faqat tishlarning qanchalik mustahkamligiga emas, bog'liq. Teshilayotgan jinslar yorilgan va sindirilgan bo'lsa, sharcha shaklidagi tishlar ta'sir kuchlarini burilish qismi atrofida tarqatadi, bu esa tebranishlarni kamaytiradi va tishlarning nolga yaqin bosim ostida tezda sinib ketishini oldini oladi. Shale jinslari qumtosh bilan ketma-ket joylashgan qatlamlashgan jinslar uchun esa kesish tishlari kerak. Bu tishlar qatlamlarga to'g'ri kesib o'tadi, natijada ish jarayoni silliqroq o'tadi, chunki bu aylanma momentdagi o'zgarishlarni taxminan o'ttiz foizga kamaytiradi va burilish yo'nalishini yaxshiroq boshqarish imkonini beradi. Aksincha, cheklangan siqilish kuchi 80 dan 120 megapasqal gacha bo'lgan qattiq, bir xil jinslar uchun konussimon tishlar eng yaxshi ishlaydi. Ularning uchli shakli bosimni to'g'ridan-to'g'ri jins massasiga qaratadi, bu esa burilish qismini samarali tarzda jins orqali o'tkazadi va ortiqcha jins qoldiqlarining yig'ilishini yoki ish paytida burilish qismining noxohlanib sakrashini oldini oladi.

Karbid joylashish strategiyasi: abrasiv tuproqda burilish qirg‘oqlarining xizmat muddatini uzaytirish uchun markazlashtirilgan va tarqoq volfram karbidi

Karbidlar qanday joylashtirilgani turli xil yonish turlari bilan shug'ullanishda va vazn qanday tarzda asboblar bo'ylab tarqatilishida juda muhim ahamiyatga ega. Granit kabi qattiq materiallarda ishlayotganda, bu yerda siqish kuchlari juda kuchli bo'ladi, karbidli qo'shimchalarini old qirg'og'iga to'g'ridan-to'g'ri o'rnatish ularni keng tarqoq joylashtirishga qaraganda shu ekstremal bosim nuqtalarini yaxshiroq boshqarishiga imkon beradi. Bu kesuv qirralarini uzoqroq vaqt davomida o'tkir saqlashga hamda yaxshi penetratsiya tezligini saqlashga yordam beradi. Silitsiy kontsentratsiyasi yuqori bo'lgan tog' jinslari, masalan kvartsli qumtoshda karbidlarning maydali zarrachalarni tishning butun hajmiga aralashtirish, ularni faqat bir joyda guruhlashga qaraganda yaxshi natijalar beradi. Bu tekis tarqoq karbidlar sirtlarni bir vaqtda buzilmasdan, balki asta-sekin yonib ketishga sabab bo'ladi. Amaliy sinovlar shuni ko'rsatadiki, ushbu usullar abrasiv tog' jinslari qatlamlarida burg'ulash burmalari umumiy foydalanish muddatini taxminan 15 dan 20 foizgacha uzaytirishi mumkin, chunki bu usullar noto'g'ri loyihalangan burmalarda kesuvchi qismlarning pastki qismida odatda sodir bo'ladigan eroziyani to'xtatadi. Buning amaliy ahamiyati shundaki, operatorlar chuqur burg'ulashda uzun muddatli operatsiyalar davomida barqaror burg'ulash samaradorligi va ancha uzunroq asboblar xizmat muddatini ta'minlaydi.

Savollar boʻlimi

CERCHAR Abrasivlik Indeksi (CAI) nima?

CERCHAR Abrasivlik Indeksi (CAI) — bu ayniqsa yuqori silitsiy kontsentratsiyali tog‘ jinslarida abrazivlik xavfini miqdorlashtirish uchun sanoatda qo‘llaniladigan ko‘rsatkich. U ma'lum bir tog‘ jinsi qanchalik abraziv ekanligini aniqlashga yordam beradi va burilish uskunalari hamda usullarini tanlashni ta'sirlaydi.

Burilishda silitsiy kontsentratsiyasi nima uchun muhim?

Silitsiy kontsentratsiyasi tog‘ jinslarining abrazivligiga sezilarli ta'sir ko'rsatadi. Yuqori silitsiy darajasi burilish qismlarining yeyilishini eksponent ravishda oshiradi; shuning uchun abrazivlikni kamaytirish va burilish qismlarining yaroqlilik muddatini uzaytirish uchun maxsus konstruksiya hamda material tanlovi talab qilinadi.

Qanday ishlaydi bor geometriya ishlash samaradorligiga qanday ta'sir qiladi?

Burilish qismi geometriyasi, jumladan tish shakli, burilish qismini tog‘ jins tuzilishiga moslashtirishda muhim rol o'ynaydi. To'g'ri tish konfiguratsiyalari tebranishlarni kamaytirishga, bosim taqsimotini optimallashtirishga, shuningdek burilish operatsiyalarining barqarorligi va samaradorligini oshirishga yordam beradi.