Prifresymeg Gweithio Dril Carreg Hidrolegol: Mechanwaith Crafftfyrraf Effaith a Drilio Cylchrol

Mae'r rhan fwyaf o esboniadau ar sut mae dril carreg oléwol yn gweithio yn dechrau â'r pistyn. Mae hynny'n lle anghywir i ddechrau. Mae'r pistyn yn allbwn system cyswllt oléwol-mecaneg—nid yw deall beth mae'r pistyn yn ei wneud yn ddefnyddiol oni bai eich bod wedi deall beth sydd yn ei reoli'n gyntaf. Mae'r system percwsiau yn hanfodol yn oscillator oléwol: mae'r valve newid cyfeiriad yr olew rhwng y ceilliau blaen a chyferbyn y pistyn yn y moment cywir i gynnal symudiad nôl a thywod parhaus. Mae popeth sydd yn dilyn—cyflymder y pistyn, ynni'r effaith, amlder—yn dibynu ar faint o gywirdeb sydd yn y hamseriad ar gyfer y newid hwn.

Mae'r weithrediad llawn o ddrielloi yn cyfuno tri swyddogaeth ar unwaith: percwsiau ar draws (effaith y pistyn), cylchdro (troi'r llinell drielloi fel bod pob taro yn taro carreg newydd), a grym y feddiannu (grym y taro sydd yn rhoi'r bit yn erbyn y wyneb). Rhaid cânoli'r tri yn gywir, neu bydd y system yn aneffeithlon, p'un a oes llawer o bwer oléwol ar gael.

Y Gylch Percwsiau: Wyth Stadiwm mewn Un Taro

Mae symudiad y pistyn mewn un cylch percwsiau yn mynd trwy tua chwech o gyflwr hydrolig gwahanol wrth i'r valve newid cyfeiriad cydsynhwyso llif olew â safle'r pistyn. Yn Cyflwr 1, mae olew dan bwysedd uchel yn llenwi'r cawell flaenol a'n yrru'r pistyn yn ôl (strodiad adfer). Yn ystod y strodiad adfer, mae'r valve newid cyfeiriad yn adnabod safle'r pistyn drwy'r sianel pilot mewnol a dechrau ei newid cyfeiriad ei hun—gan newid y pwysedd uchel o'r cawell flaenol i'r cawell olaf. Yn Cyflwr 7, mae'r pistyn yn ei weithrediad cyflymder uchaf pan fydd yn cyffwrdd â'r wyneb shank. Rhaid i'r valve newid cyfeiriad gyrraedd ei sefyllfa newidiad yn union ar y foment hwn: os yw'n rhy gyflym, bydd olew dan bwysedd uchel yn y cawell flaenol yn atal y pistyn cyn iddo gyffwrdd â'r shank; os yw'n rhy araf, bydd y cawell olaf yn parhau dan bwysedd ar ôl y taro, gan achosi 'taro dwbl' eilradd sydd yn trechu ynni yn hytrach na chyfrannu at y taro cynhyrchiol nesaf.

Mae ymchwil ar amseru'r foli cyfeiriad wedi adnabod y methiant ail-effaith fel prif achos ynni percwsiau is-na-chyflwr yn y drifterau cynhyrchu. Mae'r ail effaith yn digwydd pan mae cyflymder y foli cyfeiriad yn annigonol—mae'r gwlff clirio ε rhwng y silindr a'r cylchfoli'n rheoli faint o gyflymder sydd angen i'r foli newid. Pan mae ε = 0.01 mm, mae llif y gwlff clirio'n cynnal cyflymder newid y wedi'i gynllunio; mae gwlffoedd ehangach neu'ch na chyngach yn dirwyn perfformiad percwsiau, naill ai trwy newid araf (ail effaith) neu drosdroi (colli cyflymder y pistyn).

Troiad Doni Gweithredu: Ynni ar Wyneb y Creigiau

Pan mae'r pistyn yn taro'r canghellin ar gyflymder v, mae'r effaith yn creu ton o bwysedd cywasgedig sydd yn teithio i lawr y rhaglenni drilio tuag at y pen. Mae cynhwysiad y ton hon yn pennu grym torri'r carreg ar wyneb y pen. Mae ton pwysedd yn dirywio'n esbonyddol ar hyd y rhaglen trwy ymlediad geometrig, adlewyrchiadau cysylltiadau ar gysylltiadau'r rhaglenni, a llai o bwysedd oherwydd y defnydd o'r materion. Mae mesuriadau maes yn dangos bod patrwm ton pwysedd yn gyfnodol ac yn dirywio i bron i sero dros hyd y rhaglen—sy'n golygu bod yr ynni effeithiol o'r effaith ar ddofnau yn ffracsiwn o'r ynni a gynhyrchir gan y pistyn ar y canghellin.

Mae cydweddu'r gwrthwynebiad rhwng y pistyn, y shank, y rhod a'r bit yn bwysig ar gyfer trosglwyddo'r ynni. Pan mae gwrthwynebiad y ton (sydd yn lluoswm arwynebedd croesiadol a chyflymder sain) wedi'i gydwedd rhwng y rhannau hyn, mae'r ton sy'n tensiwn yn teithio'n effeithlon heb adlewyrchu ar bob rhyngwyneb. Pan mae diamedr rhod y pistyn yn wahanol yn sylweddol i ddiamedr y rhod drilio, mae rhagfarn o'r ton yn adlewyrchu'n ôl—mae'r rhan adlewyrchus hon yn ynni a gollir. Felly mae geometreg y pistyn wedi'i leihau ar gyfer dosbarth penodol o ddiamedr rhod yn hytrach na bod yn ddyluniad cyffredinol.

Y Mecanwaith Cylchdro: Amseriad rhwng Yr Yrrwyr

Mae'r corff cylchol yn troi'r llinell brydliad yn barhaus yn ystod y taro, gyda'r cyflymder cylchol wedi'i osod fel bod y pen yn symud tua 5–10 gradd rhwng pob taro. Mae'r symudiad onglol hwn yn gosod arwyneb newydd o'r creigiau dan bob botwm carbide cyn y taro nesaf. Symudiad rhy lew: mae'r carbide yn taro'r un pwll sydd eisoes wedi chwyddo, gan gynhyrchu powdr manwl a chynhesi na phropagadu craciau newydd. Symudiad rhy lawr: mae'r carbide yn taro creigiau nad ydynt wedi chwyddo eto rhwng y rhannau sydd wedi eu taro'n gryfach gan y taroau blaenorol—hynny yw llai effeithlon na thrwyddo ar arwyneb sydd yn rhannol chwyddo.

Mae'r corff rhedeg cylchdro yn gweithio'n annibynnol ar gylchdro'r tarwgiad, ac mae ei reoli dan gylchdro hydrolig ar wahân. Mae'r trothwy cylchdro yn cynyddu pan fydd y pen yn cyfarfod haenau hardd neu pan fydd y cipiau'n casglu a'u herbyn i'w chwifio allan. Mae pwl o drothwy sy'n achosi i'r cylchdro seilio—tra bod y tarwgiad yn parhau—yn gloi'r pen yn ei le tra bod y pistyn yn parhau i roi tarwgiadau i llinell nad yw'n cylchdroi. Dan y cyflwr hwn, mae'r barcud drilio yn profi straen cyfunol o droelli a chwasgu sydd yn gallu bod yn uwch na'i weithrediad tanfleidiol mewn eiliadau. Mae'r swyddogaeth gwrth-gwmpasu ar jumbos diweddar yn adnabod y cyflwr hwn ac yn lleihau pwysedd y tarwgiad neu'n gwrthdroi'r cylchdro am eiliad byr cyn i gamwedd ddigwydd i'r llinell.

Grym Cyflenwi: Hafaliad y Cysylltiad

Mae'r grym a chynhelir yn darparu'r grym echlinol sydd yn cadw'r binell yn erbyn wyneb y creigiau rhwng pob taro. Heb ef, mae'r binell yn codi'n ychydig ar y donen stress adferiad ac yn colli cysylltiad cyn i'r taro nesaf ddod—felly mae pob effaith yn cael ei wario rhannol ar gyacceleru'r binell yn ôl at y wyneb cyn iddi ddechrau torri'r creigiau. Gyda grym a chynhelir rhy uchel, mae'r binell wedi'i gwasgu yn gryfach yn erbyn y wyneb fel nad yw'r piston yn gallu cwblhau hyd ei symudiad llawn; mae'r egni taro wedi'i dorri ac yn gostwng yr egni taro effeithiol.

Mae'r grym fwyaf effeithlon o'r rhewyn yn cynhyrchu cysylltiad sefydlog, parhaus rhwng y rhewyn a'r creigiau heb gyfyngu ar y symudiad o'r pistyn. Yn ymarfer, rhaid cynyddu pwysedd y rhewyn wrth i hyd y twll gynyddu, gan fod pwysau'r llinell brenhinol yn darparu grym gwrthweithio sydd yn cynyddu ac yn gwrthdroi'r bwleden o'r silindr. Roedd monitro maes yn chwarel Malmberget gan LKAB yn dangos cynydd lliniol yn bwysedd y rhewyn â hyd y twll mewn peiriannau cynhyrchu sydd wedi'u gweithredu'n iawn—gan gadarnhau bod gosodiadau cyson o bwysedd y rhewyn yn cynhyrchu grym cysylltiad anghyson ar dyfnder.

Ymddifrodi: Adferu'r Energi nad defnyddiodd y Creigiau

Ar ôl i'r tonnau straen gyrraedd y wyneb y chwareliad, mae rhagor o egni yn torri'r creigiau. Mae'r weddillion yn adlewyrchu'n ôl hyd y llinell breniadau fel tonnau tannu. Os nad oes dim yn ei hatal, mae'r tonnau adlewyrchol hynny'n teithio i'r shank ac yn cael eu trawsnewid yn ôl i fewn i'r corff drifter—gan greu straen ar y canghennau, y cysylltiadau tafledd a'r cysylltiadau strwythurol. Mae'r system gynhwysiant yn atal yr egni adlewyrchol hwn. Mae'r cynlluniau un-gynhwysiant (adapter sy'n nofio, fel yn Epiroc COP) yn ymddodia'r tonnau adlewyrchol ar y rhyngwyneb shank-piston. Mae'r cynlluniau dwy-gynhwysiant (cyfres Furukawa HD) yn defnyddio dau ghamrau cyfresol: mae'r cyntaf yn ymddodia'r tonnau adlewyrchol prifol; ac mae'r ail un yn dal yr egni adlewyrchol weddiwol sydd yn cael ei heithrio gan y camrau cyntaf.

Dros gweithio dan y ddaear o uchel defnyddiau am 8 awr percwsiau, mae'r egni tonnau adlewyrchol cyfanswm a chafodd ei habsorfu gan y system sydd yn lleddfu yn sylweddol. Mae'r tarwad ar y sêl yn y cylchred lleddfu'n lleihau effeithlonrwydd yr absorpshen—dechrau mae'r corff yn derbyn yr egni y buasai'r system lleddfu wedi'i gynllunio i'w gipio. Mae HOVOO yn darparu setiau sêlau ar gyfer cylchredu lleddfu ar gyfer y rhaglenni drifter prif, ynghyd â setiau percwsiau safonol. Cyfeiriadau llawn ar hovooseal.com.