Hidraulikus kőfúró kiválasztási útmutató: illeszkedés a munkakörülményekhez, a tonnázathoz és a helyszínhez

Egy hidraulikus szikafúró kiválasztása, amely papíron helyesnek tűnik, két jellegzetes módon meghiúsul: vagy a fúrófej megfelelően van megadva, de a hordozó nem tudja biztosítani a szükséges hidraulikus folyadékáramot, vagy az alkalmazás olyan képességet igényel – például akadásgátló funkciót, szabad ütésre való ellenállást, fúrási egyenesességet –, amely egyáltalán nem szerepelt a specifikációban, mert a beszerzési csapat az ütőenergiára és az árra alapozta a kiválasztást. Mindkét hiba elkerülhető, de ehhez egy másfajta gondolkodásmód szükséges, mint az a nézet, hogy „nagyobb számok egyenlők jobb teljesítménnyel”.

A megfelelő modell a szivárgók kiválasztásához a kompatibilitás, nem a maximalizálás. A szivárgónak kompatibilisnek kell lennie a képződménnyel (az ütésenkénti energia a repedési küszöb fölött), a hordozóval (áramlási sebesség és nyomás az auxiliáris kör teljesítőképességén belül), a fúrás geometriájával (menetrendszer és rúd-impedancia lánc illeszkedése a fúrás átmérőjéhez és mélységéhez), valamint az alkalmazási környezettel (akadálymentes működés törött talajon, alacsony zajszintű kivitel városi területeken, tűzálló folyadék-kompatibilitás szénbányákban). Mind a négy kompatibilitási kritériumot egyszerre kell teljesíteni, különben a kiválasztás aloptimum eredményt ad, még akkor is, ha az egyes műszaki adatok ellenállóképesnek tűnnek.

Képződmény elsőként: A repedési küszöb mindenható

A kőzet nyomószilárdsága (UCS) meghatározza az ütésenkénti minimális ütési energiát, amelyet minden egyes ütésnek túllépnie kell a hasznos repedésképződés érdekében. Ezen küszöbérték alatt minden ütés hőt termel a fúrófejben és a kőzet felületén anélkül, hogy előrehaladna a fúrás. Ez a küszöbérték nem egy pontos, egyetlen szám – változik a kőzet szerkezetétől, repedésségétől és nedvességtartalmától –, de a kiválasztási célokra az alábbi, UCS-alapú tartományok megbízható iránymutatást nyújtanak.

A gyakorlati hiba, amelyet el kell kerülni: olyan fúróberendezés kiválasztása, amelyet a leggyakoribb kőzetfajtára optimalizáltak, miközben a projekt során a fúrási program 15–20%-ában 30–40 MPa-kal keményebb kőzet is előfordul. Ebben a keményebb zónában egy alulméretezett fúróberendezéssel lassan halad a fúrás, és a projekt ütemterve több száz fúrási körön keresztül fokozza e hatás negatív következményeit. A választásnál a várható tartomány keményebb végét vegyük figyelembe, a lágyabb kőzetekben csökkentsük a percussziós nyomást – a lágy kőzetben elért átmeneti sebességnövekedés károsodás nélkül kompenzálható; a kemény kőzetben fellépő energiahiány viszont késleltetésként jelenik meg.

Hordozó kompatibilitás: A három szám, amelyeknek egyezniük kell

Mielőtt bármely drifter modellt megadnánk, ellenőrizze a hordozó hidraulikus műszaki leírásából a következő három értéket: (1) segédáramkör átfolyása a névleges motorfordulatszámon (l/perc), (2) segédáramkör nyomása (bar), és (3) visszatérő vezeték maximális visszanyomása (bar). A drifterhez szükséges átfolyásnak kényelmesen be kell férnie a hordozó által szolgáltatható tartományba – nem szabad a tartomány szélén lennie –, hogy maradjon tartalék a szivattyú kopására és a hidegindításnál fellépő viszkozitási feltételekre. Az áramkör nyomásának el kell érnie a drifter minimális üzemeltetési igényét. A visszanyomásnak pedig a drifter visszatérő áramkörének tűrésén belül kell lennie, ami gyakran 30 bar vagy annál kevesebb.

A visszanyomás a leggyakrabban figyelmen kívül hagyott változó, és ugyanakkor a leggyakrabban felelős az alacsonyabb minta szerinti ütőműködésért, még akkor is, ha a berendezés egyébként megfelelően illeszkedik. Minden méret alatti visszatérő csőméter, minden nagy átfolyási ellenállású szűrő, valamint minden irányítószelep hozzájárul a visszanyomás növekedéséhez. A hatás: a dugattyú visszatérő ütése arányosan rövidül a tervezési engedélyezett érték fölé emelkedő visszanyomás mértékével, csökkentve ezzel az effektív ütés hosszát, és így a következő munkaütés ütőenergiáját. Egy 180 barra specifikált és a tápellátó vezetéken keresztül helyesen kapott nyomással működő fúrófej, amely a 30 barra specifikált visszatérő körben 40 bar visszanyomást tapasztal, csökkentett ütőenergiát produkál anélkül, hogy bármilyen látható hiba jelentkezne a tápellátó oldalon.

Jelenetenkénti kiválasztási kritériumok

Menetrendszer és rúdillesztés: Az impedancia-lánc

A menetrendszer a fúrófej ütőenergia-osztályát köti össze a fúrás átmérőjével a rúd keresztmetszeti területe és hullámimpedanciája révén. Az R25/R32 kötélmenetek könnyű fúrófejekhez alkalmasak 32–52 mm átmérőjű fúrásokhoz T38 rudakkal; a trapéz alakú T45 menet közepesen nehéz fúrófejekhez való 51–76 mm átmérőjű fúrásokhoz; a T51 és GT60 menet nehéz osztályú fúrófejekhez való 76–152 mm átmérőjű fúrásokhoz. A menetrendszer helytelen illesztése – például T38 rudak használata nehéz fúrófejre a 'rúdköltség megtakarítása' érdekében – túlterheli a T38 menetgyököt a nehéz osztályú ütőenergiák hatására, ami gyorsult törést eredményez a rúdsorozatban, nem pedig költségmegtakarítást.

A második illesztési kritérium a dugattyú- és rúdátmérő aránya, amely meghatározza, mennyire tisztán terjed tovább a feszültséghullám a szár-rúd határfelületén. Egy jól megtervezett fúrócsavar dugattyújának keresztmetszeti területe közelítőleg megegyezik a tervezett rúdosztállyal. Ha a rúd átmérője lényegesen kisebb vagy nagyobb, mint a dugattyúhoz tervezett hullámimpedancia, akkor a határfelületen visszaverődés keletkezik, amely elvesztegeti az ütőenergiát – a figyelendő jelenség a szárnál rendellenesen magas ütőhang és az elvártnál alacsonyabb behatolás, ami visszaverődést jelez, nem pedig a kőzet ellenállását.

Tömítellátás kiválasztási kritériumként

Miután minden műszaki kompatibilitási kritérium teljesül, egy üzemeltetési tényező továbbra is súlyosan befolyásolja a kiválasztást: a tömítéskészletek elérhetősége az üzemeltetési helyen. Egy olyan fúróberendezés, amelynél 400–500 üzemóra után szükséges a tömítéskészlet cseréje, évente 2–4 karbantartási beavatkozást igényel. Ha a modellre jellemző készlet 3–4 hetes szállítási határidőt igényel a forgalmazótól, akkor minden szervizelési esemény potenciálisan 3–4 hétig csökkentett termelékenységgel járhat a hiányzó alkatrészek várakozása miatt. A HOVOO PU és HNBR anyagokból készült, modellre szabott tömítéskészleteket tart készleten az Epiroc, a Sandvik, a Furukawa és a Montabert platformokhoz gyors szállítással. A készletek elérhetőségének ellenőrzése a berendezés végső kiválasztása előtt megelőzi a karbantartási szűk keresztmetszet kialakulását. Teljes termékkatalógus a hovooseal.com oldalon.