Cieto akmeņu urbuma risinājumi: efektīvas darbības prasmes hidrauliskajiem akmeņurbuma urbjiem

Cietā klints ar spriegumu virs 150 MPa pretojas urbšanai tādā veidā, kā to nedara mīkstas un vidēji cietas nogulumu veidojumi. Urbja karbīda daļa ir saskarē ar virsmu, kuru nav viegli iedziļināt — tāpēc katram sitienam jāpārnes pietiekami daudz enerģijas, lai izraisītu plaisu, nevis tikai elastiski deformētu klinti. Ja sitiena enerģija ir zemāka par to, kas nepieciešama konkrētajai klintij, lai izraisītu plaisu, sitiens pievada siltumu un nodilst urbju, bet urbuma dziļums nepalielinās. Tāpēc cietās klints urbšana neizdodas ne tikai tāpēc, ka izvēlēts nepareizs aprīkojums, bet arī tāpēc, ka pareizs aprīkojums tiek ekspluatēts nepareizos režīmos.

Prasmes, kas atšķir produktīvu cietās klints urbšanu no dārgas cietās klints urbšanas, lielākoties saistītas ar spēju atpazīt, kad sistēma darbojas pareizi pret klinti — un kad tā vienkārši iztērē degvielu.

Enerģijas sliekšņa problēma cietās klints urbšanā

Katram akmeņu veidam ir slieksnis ietekmes enerģijai, zem kura katrs trieciens izraisa tikai elastīgu deformāciju — akmens atgriežas sākotnējā stāvoklī bez pastāvīgas plaisas. Virs šī sliekšņa veidojas un paplašinās plaisas, un urbuma galviņa pārvietojas uz priekšu. Šis slieksnis palielinās kopā ar UCS: granītam ar UCS 200 MPa ir daudz augstāks slieksnis nekā dolomītam ar UCS 80 MPa. Drifteris, kas nodrošina 150 J enerģiju katrā triecienā, var efektīvi urbīt dolomītu, bet tikai viegli sadrumstulot granītu — ne tāpēc, ka 150 J ir „zemās“ enerģijas vērtība, bet gan tāpēc, ka 150 J ir zemāk par šīs iežu veida slieksni.

Praktiskā ietekme: cieta klintī nevajadzētu taupīt trieciena spiedienu. Darbinot urbni ar 80 % no nominālā trieciena spiediena, lai 'saglabātu aprīkojumu' cieta granītā, ir kontrproduktīvi — urbšanas aparāts darbojas ilgāk stundās uz izurbto metru, urbšanas galviņa un urbšanas stieņi piedzīvo lielāku kopējo triecienu ciklu skaitu uz izurbtā metra (jo katrs trieciens ir mazāk efektīvs), un kopējais urbšanas tērauda patēriņš palielinās. Cietai klintij nepieciešama maksimālā enerģija katrā triecienā kopā ar pareizo pievades spēku, lai nodrošinātu kontaktu visu triecienu laikā.

Urbšanas galviņas izvēle: pogu ģeometrija ir svarīgāka nekā izmērs

Cietām veidojumu grupām virs 150 MPa pogu urbšanas galviņas ģeometrija nosaka to, cik efektīvi trieciena enerģija pārvēršas plaisu izplatībā. Ballistiskās (koniskās) pogas iedurās dziļāk katrā triecienā un ir piemērotas vienmērīgi cietai klintij. Sfēriskās pogas izpleš kontaktvirsmu plašāk un ir izturīgākas plaisātās vai mainīgās cietās klintīs, kur plaisu izraisītā asimetriska slodze varētu sabristošanai izraisīt asāku ģeometriju.

Pogas diametrs — katras karbīda ievietnes diametrs — jāatbilst veidojuma cietumam. Liela diametra pogas izkliedē slodzi pa lielāku virsmas laukumu, samazinot atsevišķu pogu slodzi ļoti cietā iežā. Maza diametra pogas koncentrē enerģiju kontaktvietā, nodrošinot labāku iedziļināšanos vidēji cietā veidojumā. Mīksta veidojuma urbjiekārtas ģeometrijas izmantošana cietā granītā izraisa ātru karbīda nodilumu, jo katra poga ir pārāk maza, lai izturētu atstarošanās slodzi no augstā UCS (spiedes izturības) iežu robežvirsmas.

Cieto iežu parametru iestatījumi un pielāgošanas rādītāji

Bitu nodiluma atpazīšana pirms tas kļūst katastrofāls

Cietajā klintī urbšanas galviņas nodilums ir ātrāks un mazāk pieļaujošs nekā mīkstās veidojumos. Trīs rādītāji, kas norāda uz urbšanas galviņas stāvokli pirms pilnas pārbaudes: urbuma dziļuma pieauguma samazināšanās bez jebkādām parametru izmaiņām (nodilušais karbīds nodrošina mazāku plaisu veidošanās enerģiju katrā triecienā), rotācijas spiediena paaugstināšanās bez geoloģiskām izmaiņām (vairāk griezes momenta nepieciešams, jo kalibrēšanas karbīds nodilst un urbšanas galviņas ārējais diametrs samazinās, palielinot kontaktvirsmas perimetru) un palielinājies trieciena skaņas asums (nodilušie karbīda pogaļi ļauj urbšanas galviņas virsmai tiešāk saskarties ar klinti, mainot stresa viļņa formu urbšanas stienī).

Uzstādīšanas maiņas intervāli cietsvītīgā granītā jānosaka, balstoties uz iedziļināšanās ātruma datiem, nevis uz fiksētu stundu intervālu — ātrums prognozējamā veidā samazinās, kad karbīds nodilst, un to laikus atpazīstot pie 15–20 % samazinājuma, nevis gaidot 35–40 % samazinājumu, nozīmē, ka nodilušais uzstādījums bija lēni urbīdams daudz mazāku attālumu pirms nomainīšanas. Metru skaita reģistrēšana uz vienu uzstādījumu, nevis stundu skaita reģistrēšana uz vienu uzstādījumu, nodrošina kārtības veida normalizētu metriku, kas ir vienota visās urbšanas kampanjās.

Stieņu vītnes pārvaldība cietsvītīgajā iežā

Virtu vītņu kalpošanas laiks cietajā klintī ir īsāks nekā mīkstajos veidojumos, jo maksimālās percusijas enerģijas, augstās rotācijas momenta un cietās klints tendences ieblokēt urbumu kombinācija rada atkārtotus augstas slodzes ciklus katrā vītnes savienojumā. Vītnes sakne ir vieta, kur sākas izturības samazināšanās process. Karburizētās savienojuma daļas cietajā klintī kalpo 3–4 reizes ilgāk nekā standarta termiski apstrādātās savienojuma daļas. Vītņu smēršana ar pareizo pretiesīšanās (adhezijas) novēršanas vielu — ne tikai jebkuru smērvielu — novērš metāla pārnešanos starp vītnes virsmām trieciena slodzes laikā.

Vītņu pārbaude pēc katras ražošanas cikla cieta klints urbšanā ir standarta prakse augstas izmantošanas vietās. Vītnes saknes plaisas ir redzamas spilgtā apgaismojumā pie lielā diametra; plaisa, ko redz saknē, nozīmē tuvojošos lūzumu percusijas slodzes ietekmē. Plaisājuša urbuma stieņa nomainīšana pirms tā lūzuma saglabā urbuma virknes atgūšanas operāciju, kas būtu nepieciešama viduspunktā notikuša lūzuma gadījumā. HOVOO piedāvā blīvējumu komplektus galvenajiem cieta klints urbšanai izmantotajiem drifter modeļiem — Epiroc COP 1838+, Sandvik HL/RD sērija, Furukawa HD700 — PU un HNBR savienojumos, kas piemēroti ekspluatācijas temperatūrai. Atsauces vietnē hovooseal.com.