Sert kaya koşullarında DTH çekiç arızaları — dört ana fay tipinin nedenleri
Sert kayaç sondajında kullanılan kuyu içi (DTH) darbeli matkaplar, yüksek formasyon sertliği, ağır sondaj yükleri ve zorlu çalışma ortamları nedeniyle çeşitli arızalara yatkındır. Bu arızalar, penetrasyon hızını, kuyu kalitesini ve ekipman ömrünü doğrudan etkiler. Sert kayaç sondajının tipik koşullarına dayanarak, yaygın arızalar dört kategoriye ayrılır: darbe performansında düşüş, mekanik aşınma/sıkışma, kesme artıklarının uzaklaştırılması sistemi sorunları ve güç iletim arızaları. Aşağıda her kategorinin belirtileri ve temel nedenleri açıklanmaktadır.
Darbe performansında düşüş: Bu, en yaygın arızalardan biridir ve kaya kırma verimliliğinde ani bir düşüş olarak ortaya çıkar: azalan darbe kuvveti, daha düşük darbe sıklığı ve artık sert kayayı etkili bir şekilde kıramayan bir uç, penetrasyonun önemli ölçüde yavaşlamasına veya durmasına neden olur. Başlıca nedenler şunlardır:
1.1 Güç kaynağı sorunları
Pnömatik çekiçlerde, yetersiz kompresör basıncı (sert kaya için tipik olarak gereken 0,6–1,2 MPa aralığının altında), dengesiz hava akışı veya besleme hatlarındaki sızıntılar/tıkanıklıklar, pistonu hareket ettirmek için gereken basıncı azaltır.
Hidrolik kırıcılar için, düşük pompa basıncı veya kirlenmiş yağdan kaynaklanan tıkanmış hidrolik devreler, kırıcının tahrik kuvvetini düşürür.
Güç ortamındaki kirleticiler (basınçlı havadaki nem veya toz; hidrolik yağdaki metal parçacıkları) conta aşınmasını hızlandırır ve ortam verimliliğini daha da düşürür.
1.2 İç akış veya vana arızaları
Valf tipi çekiçlerde sıklıkla valf plakası aşınması, deformasyonu veya sıkışması meydana gelir; bu durum zamanında valf değişimini engeller ve yüksek frekanslı piston hareketini önler.
Valfsiz tasarımlar, piston/silindir akış oluklarının aşınması veya tıkanmasından etkilenebilir; talaş birikimi akış yönünün tersine dönmesini geciktirir, darbe döngüsünü bozar ve darbe enerjisini önemli ölçüde azaltır.
1.3 Piston-bit arayüzü sorunları
Yüksek frekanslı darbeler piston yüzeyini ve uç kısmını aşındırarak temas boşluklarını artırır ve enerji transfer kayıplarına neden olur.
Eksantrik uç montajı veya gevşek konumlandırma pimleri, merkezden uzak vuruşlara neden olarak darbe verimliliğini azaltır ve bölgesel aşınmayı hızlandırır.
Mekanik aşınma, sıkışma ve yapısal arıza: Bu sorunlar, arıza sürelerinin başlıca nedenleridir. Tekrarlanan darbeler ve dönme torku altında, mekanik parçalar aşırı derecede aşınabilir, sıkışabilir veya kırılabilir. Tipik belirtiler ve nedenler şunlardır:
2.1 Piston sıkışması ve aşınması
Ağır yükler, piston ve silindir arasındaki sürtünmeyi artırır. Yetersiz yağlama (örneğin, pnömatik çekiçler için yağlama aralıklarının atlanması veya hidrolik yağın bozulması) ve kaya parçacıklarının girmesi, boşlukları azaltır ve pistonun sıkışmasına yol açar. Uzun süreli yüksek frekanslı çalışma ayrıca piston yüzeylerini aşındırır ve çatlaklara neden olabilir; ciddi durumlarda piston kırılabilir.
2.2 Sondaj borusu hasarı
Sondaj dizisi torku iletir ve darbeli matkap ucunu destekler. Dizi malzemesinin dayanımı yetersizse, dişler gevşekse veya delik sapması meydana gelirse, dizi bükülme, deformasyon veya diş kırılmasına neden olabilecek ekstra eğilme momentlerine maruz kalabilir. Dış duvardaki kaya parçacıklarından kaynaklanan aşınma, yıpranmayı daha da hızlandırır ve kullanım ömrünü kısaltır.
2.3 Bağlantı ve conta hasarı
Ön ve arka alt bağlantı elemanları kritik bağlantı bileşenleridir; yoğun titreşim ve tork, dişlerin sıyrılmasına veya deforme olmasına neden olabilir. Aşındırıcı ortamlara ve yüksek sıcaklıklara maruz kalan contalar (O-ringler, conta halkaları) zamanla eskir ve çatlar, bu da güç ortamında sızıntılara ve iç aksamlara kesikler oluşmasına neden olarak aşınmayı hızlandırır.
Kırıntı uzaklaştırma sistemi anormallikleri Sert kaya sondajında oluşan sert ve iri kırıntıların güvenilir bir şekilde uzaklaştırılması gerekir. Kırıntı uzaklaştırma sistemi yetersiz çalıştığında, sonuç olarak kuyu tıkanması, yetersiz tahliye ve artan sondaj direnci meydana gelir; bu da bazen borunun sıkışmasına yol açar. Başlıca nedenler şunlardır:
3.1 Yetersiz yıkama ortamı veya akışı
Yetersiz yıkama havasına sahip pnömatik kırıcılar veya yetersiz yıkama sıvısı akışına sahip hidrolik kırıcılar, kuyu dibindeki talaşları hızlı bir şekilde uzaklaştıramaz. Uzun süreli aşındırıcı akış ayrıca taşıma kanallarını (örneğin, matkap ucunun merkez deliği veya pistonun merkez deliği) aşındırır ve deforme eder, kanalları daraltır ve tahliye verimliliğini azaltır.
3.2 Sondaj parametreleri ve talaş uzaklaştırma arasındaki uyumsuzluk
Aşırı penetrasyon hızı, kaldırma sisteminin taşıyabileceğinden daha fazla talaş oluşmasına neden olabilir. Yanlış dönüş hızı veya uç itme ayarları, akış kanallarından geçemeyen ve birikmeye ve tıkanmaya neden olan aşırı iri talaşlar üretebilir.
3.3 Delik sapması ve talaş birikimi
Delik sapması, kesme artıklarının biriktiği ve yıkama ortamı tarafından etkili bir şekilde taşınmadığı çukur noktalar oluşturur. Zamanla bu birikintiler, çekiç ilerlemesini ve matkap ucunun hareketini engelleyen sıkışmış bir kesme artığı yatağı oluşturur.
Güç iletim arızaları: Bu arızalar, tork iletimi kaybolduğunda veya darbe enerjisi uca ulaşamadığında sondajı kesintiye uğratır. Genellikle matkap dizisi/darbeli matkap ucu ve darbeli matkap ucu/uç arayüzlerinde meydana gelirler. Nedenleri şunlardır:
4.1 Gevşek veya hasarlı bağlantılar
Matkap dizisi ile darbeli çekiç arka alt parçası arasındaki gevşemiş veya aşınmış dişler veya konumlandırma pimlerinin veya kamaların aşınması, güvenilir tork aktarımını engeller ve darbeli çekiçin diziyle birlikte dönmesini durdurur.
Aşınmış veya deforme olmuş ön alt/uç bağlantı bileşenleri (kilit somunları, segmanlar vb.), uçların gevşemesine ve enerjinin kayaya ulaşmadığı, senkronize dönüşün kaybolduğu ve kesici uçta düzensiz aşınmaya neden olan kuru vuruşlara yol açabilir.
4.2 Bit hasarı iletim arızasına neden oluyor
Kesici uçların aşınması, kırılması veya kaybolması (tungsten-karbür düğmeler, PDC/elmas kesiciler) formasyonla etkili bir şekilde temas etmesini engeller. Bu durumda darbe enerjisi kesici uçlardan kayaya iletilmez ve bunun yerine çekiçin iç kısımlarına geri yansıyarak iç şok yüklerini artırır ve ikincil arızalara neden olur.
Özet ve başlıca etkileyen faktörler Özetle, sert kaya sondajında DTH çekiçlerinin sık görülen arızaları, işin belirleyici özelliklerinden kaynaklanmaktadır: yüksek yükler ve zorlu ortamlar. Başlıca etkileyen faktörler üç gruba ayrılır:
Uygun olmayan ekipman: çekiç modeli, uç tipi veya bileşen malzemeleri sert kaya koşullarına uygun değil.
Yanlış kullanım ve bakım: uygun olmayan delme parametreleri, düzenli temizlik veya yağlama yapılmaması ve aşınmış parçaların değiştirilmesinin geciktirilmesi.
Yardımcı sistem koordinasyonunun yetersizliği: kararsız güç kaynağı ve kesme artıklarının uzaklaştırılma kapasitesi ile sondaj döngüsü arasındaki uyumsuzluk.
Bu temel nedenleri anlamak, sert kaya sondajının sürekli ve verimli bir şekilde devam etmesini sağlamak için hedefli sorun giderme ve önleyici tedbirlerin temelini oluşturur.
