Üç Konik Uçlu Matkap Ucu Kullanımı: Uç Üzerindeki Ağırlık ve Devir Sayısının Kayaya Gerçekte Etkisi Ne Oluyor?

Bir sondaj deliğinin dibinde bulunan üç konili matkap ucu, oluşuma üç şeyden birini yapar. Bunlardan sadece biri delme işlemidir.

Düşük uç ağırlığı altında — kayanın sıkıştırma dayanımının altında — dişler kayaya tutunmuyor. Bunun yerine, sürtünme yoluyla kayayı aşındırarak dipte kayıyorlar. Penetrasyon ihmal edilebilir düzeyde. Dişler neredeyse hiç ilerleme kaydetmeden hızla aşınıyor. Bu, yüzeyde ezilme anlamına gelir ve neredeyse sıfır metre ilerleme için karbür ve yatak ömrünü tükettiğiniz için matkap ucunu döndürmenin en pahalı yoludur.

Orta düzeydeki WOB'da (kayanın basınç dayanımına yaklaşan ancak onu aşmayan durumda), dişler henüz tam olarak nüfuz etmiyor, ancak faydalı bir şey yapıyorlar: oluşum yüzeyinde mikro çatlaklardan oluşan bir ağ oluşturuyorlar. Her diş darbesi çatlakları biraz daha genişletiyor. Sonunda, yeterli sayıda döngüden sonra, kaya yoruluyor ve parçalanarak ayrılıyor. İşe yarıyor, ancak yavaş. Bu, yorulma kırılma bölgesidir.

Tam WOB'da (kayanın basınç dayanımının üzerinde) dişler içeri girer. Her diş penetrasyonu, gevrek kırılma yoluyla bir krater oluşturur. Parçalar etrafa saçılır. Matkap ucu ilerler. Bu, hacimsel kırma işlemidir ve aslında delme işleminin yapıldığı tek bölgedir.

Buradaki püf noktası sadece hacim kırma aşamasına geçmek için yeterli ağırlık kaldırmak değil. Asıl mesele, doğru şekilde çalışmak.Sağağırlık veSağBulunduğunuz kaya türüne göre hız değişir. Çünkü matkap ucunun altında ne olduğuna bağlı olarak, ağırlık dağılımı (WOB), devir sayısı (RPM) ve penetrasyon hızı arasındaki ilişki önemli ölçüde değişir.

Kayanın Parametrelere Etkisi

Yumuşak, plastik oluşumlar— kil, yumuşak şist, gevşek kum. Dişler kolayca nüfuz eder. Sınırlayıcı faktör kayaya girmek değil; matkap ucunun tıkanmasını önlemek için deliği yeterince hızlı temizlemektir. Orta düzeyde bir WOB (Water of Barrier) kullanın — dişlerin temas halinde kalmasını sağlayacak kadar, ancak matkap ucunun tıkanmasına neden olmayacak kadar. Devir sayısını (RPM) sondaj diziniz ve teçhizatınızın kaldırabileceği en yüksek seviyede tutun, çünkü bu oluşumlarda penetrasyon hızı dönüş hızıyla neredeyse doğrusal olarak artar. Devir sayısını iki katına çıkarırsanız, penetrasyon da yaklaşık olarak iki katına çıkar. Dişler yumuşak kayada fazla aşınmaz, bu nedenle hız ücretsizdir.

Orta sertlikte oluşumlar— sert kireç taşı, dolomit, orta sertlikte kum taşı. Burada işler değişiyor. Dişlerin nüfuz edebilmesi için ezmesi gerekiyor ve ezme zaman alıyor. Darbenin kaya boyunca yayılması, çatlakların oluşması, parçaların ayrılması gerekiyor. Çok hızlı dönerseniz, dişler kırılma tamamlanmadan önce hareket eder; altta tam parçalar yerine kısmi çatlaklar bırakırsınız. Sonuç: daha yüksek devir sayısı orantılı olarak daha hızlı nüfuz etmeyi sağlamaz. Sadece dişleri daha hızlı aşındırır çünkü kısmen kırılmış kayaya daha yüksek yüzey hızlarında çarparlar.

Gerçekçi bir örnek: Orta sertlikteki kayalarda (Protodyakonov ölçeğinde yaklaşık 6-7), devir sayısını iki katına çıkarmak %100 değil, %50-70 daha fazla penetrasyon sağlayabilir. Sertlik arttıkça verimlilik kaybı da artar.

Sert, aşındırıcı oluşumlar— Granit, kuvarsit, çert. Şimdi iki sorununuz var: Kayaç kırılmak için zaman alıyor ve kayaç çalışırken dişleri aşındırıyor. İdeal devir sayısının üzerindeki devirler aktif olarak verimsizdir. Dişler daha yüksek hızlarda kırılma döngüsünü tamamlayamaz, bu nedenle penetrasyon durur veya hatta düşer. Bu arada, karbür daha yüksek doğrusal hızda sert, aşındırıcı kayaya sürtünür, bu nedenle aşınma hızlanır. Her oluşumun, uç ömrünü gürültüye dönüştürdüğünüz pratik bir devir sınırı vardır.

Deneysel veriler bunu doğruluyor. Kaya kaliteleri genelinde yapılan kontrollü bir testte, devir sayısını iki katına çıkarmak, 4. sınıf mermerde %93 daha fazla penetrasyon sağlarken, 9. sınıf porfiritik granitte sadece %28 daha fazla penetrasyon sağladı. 4'ten 9'a kadar, devir sayısının sağladığı fayda azalan bir eğri izliyor. En sert ve aşındırıcı kayalarda, daha fazla devir sayısı neredeyse hiçbir şey kazandırmıyor; sadece matkap ucunun ömrünü kısaltıyor.

WOB'un En İyi Noktası, Kaya Kaya

Yapışkan, plastik oluşumlar(Kil, çamur taşı, yumuşak şeyl): Hafif sondaj ağırlığı. Bu oluşumlar kolayca kesilir. Çok fazla ağırlık, oluşumu diş aralıklarına sıkıştırır ve matkap ucu tıkanır. Düşük viskoziteli, düşük yoğunluklu sondaj sıvısı, şişmeyi ve yapışmayı önlemeye yardımcı olur. Karbonlu şeyl özellikle çökmeye eğilimlidir - hidrolikleri hareketli tutun ve sondaj ağırlığını hafif tutun.

Aşındırıcı oluşumlar(Kuvars kumtaşı, konglomerat): Daha yüksek WOB (İş Yükü). Dişleri hacimsel ezmeye tam olarak sokmak için yeterince sert bastırmazsanız, yorulma bölgesinde çok fazla zaman geçirirler, oluşuma sürtünürler ve düzleşirler. Daha fazla ağırlık, daha az sürtünme ve daha fazla ezme anlamına gelir ki bu da paradoksal olarak diş aşınmasını azaltır. Konglomerat, uç sıçraması ve darbe hasarı riskini artırır - teli sabit tutun ve aşırı döndürmeyin.

Kırık, mağara benzeri oluşumlar(Karst kireçtaşı, fay hatları): Azaltılmış WOB (İş Yükü). Matkap ucu bir boşluğa veya kırık bölgeye çarptığında, ağırlık aniden boşalır ve sonra tekrar sertçe geri döner. Bu koşullarda yüksek WOB, dişleri kırar ve yataklara zarar verir. Ağırlığı azaltın, sabit bir şekilde döndürün ve matkap ucunun kırık bölgeden mücadele etmeden geçmesine izin verin.

Ara katmanlı oluşumlar(Sert ve yumuşak katmanların dönüşümlü olarak kullanılması): Bu, ayarlanması en zor olanıdır. Uç, sürekli değişen kaya sertliğine maruz kalır. Sert katman için doğru olan WOB (Boşluk Ağırlığı), yumuşak katman için çok fazladır. Uzlaşma: Daha sert katmanlar için ayar yapın ve yumuşak katmanlarda biraz daha düşük performansı kabul edin. Sert katmanlarda dayanıklı olan bir uç, yumuşak katman için optimize edilmiş ve sert katmanlarda kendini tahrip eden bir uca göre genel olarak daha hızlı delme yapar.

Her Şeyi Bir Araya Getiren Kural

WOB sizi kayaya sokar. RPM, dakikada kaç kez ısırık alacağınızı belirler. Ancak kaya, dişin hareket etmeden önce ısırığın ne kadar hızlı tamamlanabileceğine dair hız sınırını belirler.

Başka hiçbir şeyi hatırlamasanız bile şunu unutmayın: yumuşak kaya yüksek devir sayısını sever, sert kaya ise zamana ihtiyaç duyar. Sert kayaya çok fazla hız verirseniz daha hızlı delme yapmazsınız, sadece uçları aşındırırsınız. Yumuşak kayaya çok fazla ağırlık verirseniz daha derine inmezsiniz, sadece ucu sıkıştırırsınız. Dengeyi doğru kurarsanız, bir önceki delikte çok yavaş olan uç, ekibin kapıştığı uç haline gelir.