Kayaya Uygun Sondaj Hızı: "Sert Kaya Yavaş, Yumuşak Kaya Hızlı" Prensibi Sandığınızdan Daha Önemli

Her pnömatik matkabın bir gaz kolu vardır. Ve her matkapçının, gaz kolunu nereye ayarlayacağına dair bir içgüdüsü vardır. Ama içgüdüyle ilgili şöyle bir şey var: Genellikle matkap ucunun kayaya değdiği deliğin dibinde gerçekte olanlara değil, matkap ağzında doğru gelen şeye dayanır.

Kural oldukça basit görünüyor: sert kaya, düşük hız; yumuşak kaya, yüksek hız. Ancak kuralı anlayan çoğu sondajcı, neden işe yaradığını anlamadıkları için uygulamayı yanlış yapıyor. Ve nedenini anlamadığınızda, koşullar değiştiğinde ayarlama yapamazsınız. İşte gaz kelebeğinin ardındaki fizik ve yanlış uygulamanın sondaj uçlarını ve sondaj çubuklarını sondaj kulesindeki diğer her şeyden daha hızlı nasıl tahrip ettiğinin açıklaması.

Hız Yanlış Olduğunda Bit Yüzünde Ne Olur?

Pnömatik kaya delici, matkap ucuna matkap çubuğu aracılığıyla iki şey iletir: darbeli enerji (pistonun şafta vurması) ve dönüş. Darbe kayayı kırar. Dönüş ise, her darbe arasında karbür uçları yeni kayaya hizalayarak aynı noktayı iki kez delmemenizi sağlar.

Darbe sıklığı ile dönüş hızı arasındaki ilişki, matkap ucunun verimli bir şekilde kesim yapıp yapmadığını veya sadece kendi kendini aşındırıp aşındırmadığını belirler.

Sert kayada çok hızlı dönerseniz, uç darbeler arasında çok fazla döner. Karbür uçlar, az önce oluşturdukları kraterlere değil, önceki darbenin bıraktığı kırılmamış çıkıntılara iner. Uç, zaten kırılmış kayaya yerleşip çatlakları genişletmek yerine, her darbede sağlam kayaya sığ bir açıyla çarpar. Uçlar sekme yapar. Penetrasyon hızı düşer. Ve uç kayaya düzgün bir şekilde yerleşmediği için, darbe enerjisi kaya tarafından emilmek yerine matkap çubuğuna geri yansır. Bu yansıyan enerji titreşim olarak kendini gösterir; ellerinizde hissettiğiniz ve dizideki her dişli bağlantıya döngüsel yorulma yükleri uygulayan türden bir titreşim.

Yumuşak kayada çok yavaş dönerseniz, tam tersi bir sorunla karşılaşırsınız. Uçlar darbeler arasında çok fazla üst üste biner ve yeni kaya kesmek yerine zaten kırılmış malzemeyi tekrar ezer. Uç, kırılan parçaları toz haline getirir, aşırı ısı üretir ve uç zaten toza dönüşmüş malzemeye enerji harcadığı için penetrasyon hızı düşer. Bu arada, yavaş dönüş, kırılan parçaların yeterince hızlı bir şekilde uzaklaştırılmadığı anlamına gelir, bu nedenle uç yüzeyi sıkışmaya başlar. Yumuşak zeminde sıkışmış bir uç yüzeyi, tıkanmış bir su deliğine ve yanmış bir karbür uç takımına yol açar.

Sert Kayalarda Geniş Çaplı Matkap Uçları: Yavaş Olmak Neden Tek Seçenek?

45 milimetrelik konik uçlu bir matkap ucuyla granit delmek, kireçtaşında 32 milimetrelik bir matkap ucuyla delmekten tamamen farklı bir mekanik problemdir. Matkap ucu çapı ne kadar büyükse, matkap ucu yüzeyi ile kaya arasındaki temas alanı da o kadar büyük olur. Daha fazla temas alanı, dönmeye karşı daha fazla direnç anlamına gelir – matkap ucu daha geniş bir ölçüm dairesi boyunca sürtünmeyi aşmak zorundadır – ve darbe enerjisi daha fazla karbür uç üzerine dağıldığı için penetrasyona karşı daha fazla direnç anlamına gelir.

Sert, yoğun ve aşındırıcı kayalarda, bu geniş temas alanı sizin aleyhinize çalışır. Aynı formasyonda 32 mm'lik bir matkap ucuyla aynı devirde 45 mm'lik bir matkap ucu döndürürseniz, ölçüm sırasındaki çevresel hız orantılı olarak daha yüksek olur; dış uçlar daha hızlı hareket eder, daha sert vurur ve orta uçlardan daha hızlı aşınır. Ölçüm sırası önce aşınır, matkap ucu çapı küçülür ve aniden sondaj programının geri kalanında delik boyutunu koruyamazsınız.

Çözüm, hem darbe sıklığını hem de dönüş hızını düşürmektir. Daha düşük darbe sıklığı, her darbenin kayaya daha fazla enerji aktarması ve bir sonraki darbe gelmeden önce uygun bir krater oluşturması için daha fazla zaman anlamına gelir. Daha düşük dönüş hızı, matkap ucunun darbeler arasında daha kısa bir mesafe kat etmesini sağlayarak, uçların sağlam sırtlar yerine zaten kırılmış malzemeye inmesini garanti eder. Bu kombinasyon, daha temiz enerji aktarımı, matkap ucu yüzeyinde daha eşit aşınma ve ölçüde kalan bir delik sağlar.

Pratik açıdan, sert granit veya kuvarsitte tipik bir 36 ila 45 mm konik uçlu matkap ucu için, 150 ila 250 RPM aralığında dönüş hızlarına ihtiyaç duyulur; daha büyük çaplar için bu değer daha düşük olabilir. Darbe enerjisi yüksek ve indeksleme mesafesi uygun kalacak şekilde darbe frekansı düşürülmelidir. Bunun karşılığında daha yavaş penetrasyon sağlanır, ancak deliği doğru çapta tamamlayan bir matkap ucu, on metre boyunca hızlı delip daha sonra çapı koruyamayan bir matkap ucundan daha değerlidir.

Yumuşak Kayalarda Küçük Çaplı Uçlar: Hız En İyi Dostunuzdur

Aşınmış kumtaşı, çamurtaşı veya yumuşak kireçtaşında 32 veya 34 mm'lik bir düğme uçlu matkap ucu tam tersi bir sorun kümesine sahiptir. Temas alanı küçüktür, kaya zayıftır ve uç nispeten düşük darbe enerjisiyle hızla nüfuz edebilir. Bu düzeneği sert kaya hızlarında çalıştırırsanız, uç aynı kaya noktasıyla çok fazla temas halinde kalır, kesmek yerine yeniden öğütür, ilerlemek yerine ısı biriktirir.

Dönme hızını artırın (300 ila 400 RPM, kayaya bağlı olarak bazen daha yüksek) ve uç, darbeler arasında daha uzun mesafe kat eder. Her bir uç, her darbede taze, kırılmamış kayaya çarparak toz yerine temiz talaşlar üretir. Daha yüksek dönme hızı ayrıca talaşların tahliyesine de yardımcı olur: ucun dönüşü, talaşları mekanik olarak yuvalardan dışarı ve halka şeklindeki akışa doğru süpürür; burada yıkama suyu talaşları yukarı ve dışarı taşır.

Yumuşak kayada risk bölgesi, uç kırılması değil; yetersiz soğutmadan kaynaklanan aşırı ısınma ve kötü kesme akışından kaynaklanan uç sıkışmasıdır. Daha yüksek devir sayısı, bekleme süresini azaltarak ve mekanik boşluğu iyileştirerek her iki sorunu da çözer. Ancak uç zıplamaya başlayacak kadar hızlı gitmeyin; çok yumuşak, ufalanabilir zeminde, özellikle besleme basıncı çok düşükse, aşırı hız ucun zemine temas etmek yerine yüzeyde kaymasına neden olabilir.

Vardiya Öncesi Kontrol, Çoğu Sorunu Önler

Matkap ucunu deliğe yerleştirmeden önce, kurulumunuzun doğru olduğundan emin olmak için iki dakika ayırın:

Matkap ucunun darbe frekansının ve dönüş hızının, deleceğiniz matkap ucunun çapına ve kaya türüne göre ayarlandığından emin olun; önceki kullanıcının yaptığı ayarlara göre değil. Dün kumtaşında sorunsuz çalışan ayarlar, bugün granitte matkap ucunu aşındırabilir.

Matkap çubuğunun düz olduğundan ve matkap ucunun konik veya dişli kısma düzgün şekilde oturduğundan emin olun. Hafifçe yanlış hizalanmış bir matkap ucu yüksek hızda sallanır ve devir sayısı arttıkça sallanma daha da kötüleşir. Yaka kısmında hafif bir titreşim olarak başlayan durum, derinlikte oval şekilli bir deliğe, düzensiz uç aşınmasına ve çubuk bağlantısında hızlanmış diş yorgunluğuna dönüşür.

Matkap ucunu kayaya değdirmeden önce, yıkama suyunun temiz ve sürekli aktığından emin olun. Kısmen tıkalı bir su geçidiyle deliğe başlamak, yeni bir matkap ucunun aşırı ısınmasına yol açmanın en hızlı yoludur.

Bunların hiçbiri karmaşık değil. Ancak sorunsuz işleyen bir sondaj programı ile kaya matkap uçlarını ve matkap çubuklarını beklenenden iki kat daha hızlı tüketen bir program arasındaki fark genellikle, vardiyanın başında birilerinin o iki dakikayı ayırıp ayırmamasına bağlıdır.