Basınçlı Hava Soğutmalı Matkap Uçları: Kömür Madenlerinin Beklediği Kuru Sondaj Çözümü

Eğer daha önce bir kömür madeni sondaj sahasında çalıştıysanız, o sesi bilirsiniz. Sondaj makinesi dönüyor, çubuklar ilerliyor ve sonra her şey duruyor. Sıkışmış bir boru. Yanmış bir PDC kesici. Yarım vardiya boşa gitti. Matkap ucunu çekiyorsunuz ve ne buluyorsunuz? Kesici yüzey yanmış, oluklar çimentoya dönüşmüş ıslak talaşlarla dolu ve matkap çubuğu sanki bir savaştan geçmiş gibi görünüyor.

Bu nadir görülen bir durum değil. Yumuşak, çatlaklı veya suya duyarlı kömür yataklarında, geleneksel suyla yıkama sondajı, çözdüğü kadar sorun da yaratır. Su, yatağın şişmesine neden olur. Şişme, deliği sıkıştırır. Delik, sondaj çubuğunu sıkıştırır. Ve aniden sıkışmış bir sondaj dizisi, hasar görmüş bir uç ve sondaj makinesinin serbest kalmasını bekleyen bir ekiple karşı karşıya kalırsınız.

Basınçlı hava ile soğutulan matkap uçları, alışılmışın tamamen dışına çıkıyor. Su yok. Şişme yok. Çubuk sıkışması yok. Sadece yüksek hızlı hava aynı anda üç işi birden yapıyor: ucu soğutuyor, talaşları temizliyor ve deliği kuru tutuyor.

Su Neden Çözüm Değil de Sorun Haline Geldi?

On yıllardır, yeraltı sondajında ​​uçları soğutmak ve kesme artıklarını taşımak için standart yöntem suyla yıkama olmuştur. Bu yöntem sorunsuz çalışır - ta ki çalışmaz hale gelene kadar. Sorun belirli jeolojik yapılarda ortaya çıkar ve ne yazık ki, kömür yatakları, su bazlı sistemleri en çok zorlayan türdendir.

Yumuşak çamur taşı suyla temas ettiğinde şişer. Şeyl ise macun kıvamına gelir. Ve sirkülasyonu kaybettiğinizde veya sondajı durdurduğunuzda, bu ıslak kesintiler, düşük kaliteli beton gibi matkap çubuğunun etrafında yerleşir ve sertleşir. Sabah vardiyası gelir, sondaj makinesini çalıştırır ve çubuk kıpırdamaz. Şimdi balık tutmaya çalışıyorsunuz - ya da daha kötüsü, deliği yeniden delmeniz gerekiyor.

Bir de matkap ucunun kendisi var. PDC kesiciler, kaya yüzeyinde yoğun sürtünme ısısı üretir. Sürekli soğutma olmadan, kesici kenarda sıcaklıklar 350°C'nin üzerine çıkar. Elmas tabla oksitlenir. Karbür alt tabaka yumuşar. Kesici kenar kırılır. 300 metre dayanması gereken bir matkap ucu 80 metrede işlevini yitirebilir ve yüzeydeki hiç kimse, penetrasyon hızı aniden düşene kadar bunu fark etmez.

Basınçlı Hava Soğutma Parçaları Nasıl Çalışır: Üç Şey Bir Arada

Tasarım konsepti basittir, ancak etkili uçları pazarlama hilelerinden ayıran şey uygulama biçimidir. Uç gövdesi, genellikle 0,7 ila 1,2 MPa arasında basınçlandırılmış havayı, uç yüzeyindeki hassas işlenmiş nozullardan geçiren iç hava kanallarına sahiptir; her bir nozulun çapı 2 mm veya daha azdır. Bu basınçlandırılmış hava, bu kadar küçük bir delikten çıktığında, doğrudan kesme bölgesine yönlendirilmiş yüksek hızlı bir jet haline gelir.

Bu, aynı anda üç şey yapar.

Birinci, hedefli soğutmaHava jeti, PDC kesici yüzeyinden ısıyı gerçek zamanlı olarak uzaklaştırarak elmas tablasını aşınma eşiğinin çok altında tutar. Su kullanılmaması, tekrarlanan döngülerde kesicilerde mikro çatlaklara neden olan, dönüşümlü ısıtma ve soğutmadan kaynaklanan termal şoku önler. Basınçlı hava ile soğutulan bir uç, benzer oluşumlarda suyla soğutulan bir uca göre iki ila üç kat daha uzun ömürlü olabilir.

Saniye, yüksek verimli kesme işlemiBasınçlı hava matkap ucu sadece talaşları itmekle kalmaz, onları dışarı fırlatır. Matkap çubuğu ile kuyu duvarı arasındaki halka şeklindeki boşlukta yukarı doğru hava hızı, talaşları derin yatay veya açılı deliklerden bile taşıyacak kadar kaldırma kuvveti oluşturur. Pratikte, operatörler standart hava püskürtmeli matkap uçlarına kıyasla dört ila beş kat daha yüksek talaş temizleme oranı bildirmektedir ve yapışkan oluşumlardaki su sistemlerine karşı fark daha da belirgindir.

Üçüncü, gerçek kuru sondajHiçbir aşamada su bulunmaz. Bu, nemle temas ettiğinde şişen oluşumların stabil kaldığı anlamına gelir. Sondajı durdurduğunuzda, çubuk etrafında çamur birikmez. Yeniden başladığınızda, çimentolu bağı kırmanıza gerek kalmaz. Gaz tahliye delikleri için ek bir avantaj daha vardır: metan akış yolunda su kirliliği olmaz, bu da sondaj deliğinin ömrü boyunca ekstraksiyon oranlarını daha yüksek tutar.

Bu Parçaların Gerçekten Öne Çıktığı Noktalar

Her deliğin basınçlı hava ile soğutulması gerekmez. Sert, kuru, sağlam ve iyi kesme kaldırma özelliğine sahip kayaçlarda delme işlemi yapıyorsanız, geleneksel hava veya hatta su ile soğutmalı uçlar gayet iyi çalışır. Ancak bazı koşullar bu tasarımı neredeyse zorunlu kılar:

• Yumuşak, suya duyarlı oluşumlar — çamur taşı, kil taşı, şişen şist. Su bunları yapıştırıcıya dönüştürür.

• Derin kömür damarı gaz tahliye delikleri — Kesiklerin zamanla bileşik biriktirdiği ve çukurdaki suyun metan geçirgenliğini azalttığı uzun çukurlar.

• Açısal ve yukarı doğru sondaj — Su ve talaşların dışarı akmak yerine yüzeyde biriktiği negatif açılı delikler. Basınçlı hava jetleri yerçekimini umursamaz.

• Kırıklı zeminde keşif sondajı — Su sirkülasyonunun kaybolması nedeniyle suyun düzenli olarak tahliye edilmesinin imkansız hale geldiği durumlarda.

Bu uçlar genellikle ZYWL ve ZDY serisi hidrolik yer altı sondaj makinelerinde kullanılır ve standart sondaj çubuğu bağlantılarıyla uyumludur; uç dışında özel bir alet değişikliğine gerek yoktur.

Birini belirlerken nelere dikkat edilmeli?

Tüm basınçlı hava soğutma parçaları aynı şekilde üretilmemiştir. Satın almadan önce kontrol etmeniz gerekenler şunlardır:

Meme konfigürasyonu. Tek bir merkezi nozul, tüm kesicilerde eşit soğutma sağlamaz. Yüzey boyunca dağıtılmış, birincil kesme bölgelerine yönlendirilmiş birden fazla nozula sahip uçlar arayın. Nozul çapı da önemlidir; 2 mm'den küçük bir nozul ihtiyacınız olan püskürtme hızını sağlar, ancak çok küçükse ince tozdan kaynaklanan tıkanma riski vardır.

Gövde malzemesi ve sertleştirme. Yüksek hızlı hava akımı altında içten aşınan bir uç, erken arızalanacak bir uçtur. Kaliteli uçlar, ya katıdan işlenmiş (döküm değil) ya da aşınmaya dayanıklı ek parçalarla kaplanmış iç geçitlere sahip sertleştirilmiş çelik gövdeler kullanır.

Kesici sınıfı ve yerleşimi. Kuru sondajda, termal döngüyü yumuşatacak su olmadığı için PDC kesici kalitesi daha da önemlidir. En az 500°C termal kararlılığa sahip kesiciler arayın ve tırmık açısına dikkat edin; hafif negatif bir tırmık, kırık zeminde darbe yüklemesini nötr veya pozitif bir kurulumdan daha iyi karşılar.

Diş bağlantı kalitesi. Matkap ucundan geçen hava titreşiminden kaynaklanan şok yüklemesi, uzun mesafelerde bağlantıların gevşemesine neden olabilir. Kutu ucunda uygun ısıl işlem görmüş API spesifikasyonlu dişler, delik ortasında bağlantı kopmasını önleyecektir.