Wiertnica skalna rozdzielona vs zintegrowana: zalety, wady i wybór odpowiedniego rozwiązania na danym stanowisku

Gdy zespoły zakupowe dyskutują na temat wiertnic skalnych typu split kontra zintegrowane, rozmowa zwykle skupia się na cenie zakupu i czasie montażu. Oba te czynniki są istotne, ale żaden z nich nie stanowi najważniejszej operacyjnej różnicy. Istotna różnica dotyczy miejsca, w którym każdy z tych układów wprowadza ograniczenia: konfiguracje typu split ograniczają mobilność oraz zwiększają złożoność połączeń; układy zintegrowane natomiast ograniczają fizyczny dostęp podczas serwisowania i stawiają wyższe wymagania dotyczące kompatybilności z nośnikami. Wybór niewłaściwego rozwiązania dla danego typu projektu zazwyczaj nie prowadzi do katastrofalnego awarii — kończy się cichym, stopniowym wzrostem przestoju, którego przyczyny rzadko przypisuje się pierwotnemu wyborowi sprzętu.

Zrozumienie, co mechanicznie oznaczają pojęcia „split” i „zintegrowane” — oraz jakie konsekwencje wynikają z każdego z tych rozwiązań — stanowi punkt wyjścia do dokonania wyboru, który wytrzyma wieloletni okres eksploatacji, a nie tylko wygląda dobrze na arkuszu zakupowym.

Co tak naprawdę oznaczają rozwiązania typu split i zintegrowane

W konfiguracji rozdzielonej (oddzielonej) urządzenie uderzeniowe i silnik obrotowy stanowią fizycznie oddzielne jednostki połączone sprzężeniem mechanicznym. Urządzenie uderzeniowe odpowiada za mechanizm uderzeniowy z tłokiem i zaworem; silnik obrotowy jest montowany osobno i napędza adapter trzpienia za pomocą połączenia zębatego lub klinowego. Taka architektura umożliwia niezależne serwisowanie, wymianę lub modernizację każdej z tych jednostek. W przypadku awarii silnika obrotowego jednostka uderzeniowa pozostaje na maszynie, podczas gdy silnik jest wymieniany. Jeśli konieczna jest regeneracja otworu uderzeniowego, silnik obrotowy jest usuwany, aby umożliwić czysty dostęp do niego.

W rozwiązaniu zintegrowanym mechanizm uderzeniowy i silnik obrotowy współdzielą wspólną obudowę — głowica obrotowa jest wbudowana bezpośrednio w korpus driftera, współdzieląc otwór przedniej obudowy z obwodem uderzeniowym. Dzięki temu uzyskuje się bardziej zwartą konstrukcję z mniejszą liczbą zewnętrznych punktów połączenia, ale oznacza to, że każda istotna naprawa obwodu uderzeniowego lub obwodu obrotowego wymaga częściowego lub pełnego rozbioru całego urządzenia. Krótszy zewnętrzny profil umieszcza napęd obrotowy bliżej adaptera trzpienia, co przynosi korzyści mechaniczne pod względem spójności przekazywania energii.

Środowisko pracy oraz decyzja dotycząca rozwiązania rozdzielonego lub zintegrowanego

Wykonywanie w podziemnych projektach wiertniczych jumbos w tunelach i przewodzie praktycznie wyłącznie wykorzystuje zintegrowane dryftery. Geometria tunelu ogranicza zasięg wyciągu; każdy milimetr długości driftera, który można wyeliminować, rozszerza skuteczny zasięg wyciągu bez zwiększania struktury wyciągu. Zintegrowane driftery są krótsze dla tej samej klasy energii perkusyjnej. Z ograniczonego środowiska pracy wielokrotne połączenia zewnętrzne stają się również obowiązkiem konserwacji, a nie korzyścią. Więcej punktów podłączenia oznacza większe ryzyko wtargnięcia zanieczyszczeń, więcej potencjalnych szlaków przecieków i więcej rzeczy, które zespół konserwa

Wiertnice powierzchniowe i większe maszyny wiertnicze stołowe częściej wykorzystują konfiguracje rozdzielone, szczególnie w klasach wysokiej energii uderzeniowej (powyżej 250 J), gdzie sam mechanizm uderzeniowy staje się na tyle ciężki, że montaż silnika obrotowego jako oddzielnego, wymiennego w terenie zespołu ułatwia projektowanie techniczne. Jeśli silnik obrotowy ulegnie awarii w trakcie zmiany na wiertnicy powierzchniowej, jego szybka wymiana jako odrębnego zespołu i kontynuowanie pracy w tej samej zmianie jest szybsze niż demontaż całego driftera z rusztowania.

Dostęp do konserwacji: Największa zaleta konfiguracji rozdzielonej

Jedną z najbardziej oczywistych zalet konfiguracji rozdzielonej jest łatwiejsza konserwacja obwodu uderzeniowego. Usunięcie silnika obrotowego pozwala na pełny dostęp do czołowej powierzchni obudowy uderzeniowej oraz zespołu tulei prowadzącej, bez ryzyka zanieczyszczenia obwodu obrotowego podczas prac serwisowych wykonywanych w kanale uderzeniowym. W przypadku jednostki zintegrowanej tę samą operację należy przeprowadzać z należytą ostrożnością w odniesieniu do obu obwodów jednocześnie. Dostęp do kanału uderzeniowego uzyskuje się przez przednią obudowę, jednak w tej samej obudowie znajdują się elementy silnika obrotowego — olej smarujący, uszczelki i łożyska — które mogą zostać zanieczyszczone płynem hydraulicznym podczas serwisu układu uderzeniowego, jeśli technik nie będzie zachowywał odpowiedniej dyscypliny w trakcie wykonywania czynności.

Drifters o wysokiej częstotliwości (powyżej 60 Hz) — w przypadku których interwały kontroli uszczelek wynoszą 300–400 godzin zamiast standardowych 400–500 — nasilają tę różnicę w zakresie dostępu. Przy czterech wymianach uszczelek rocznie zamiast dwóch dodatkowe 20 minut czasu rozmontowywania przy każdej serwisowej obsłudze sumują się w skali całej floty. Operacje wykorzystujące drifters o wysokiej częstotliwości oraz dyscyplinowany program konserwacji czasem celowo wybierają konfiguracje rozdzielone, aby zmniejszyć złożoność serwisowania, nawet wtedy, gdy projekt zintegrowany byłby domyślnym wyborem dla danej aplikacji.

Porównanie: konfiguracja rozdzielona vs zintegrowana — podsumowanie

Wnioski wynikające z zestawu uszczelek dla każdej architektury

Konfiguracje rozdzielone i zintegrowane wymagają różnych strategii dotyczących zestawów uszczelek podczas serwisowania. W jednostkach rozdzielonych zestaw uszczelek do części uderzeniowej oraz zestaw uszczelek silnika obrotowego mają osobne numery katalogowe i są zamówiane oraz magazynowane niezależnie — serwis części uderzeniowej nie wymaga zestawu uszczelek silnika obrotowego, chyba że silnik jest otwierany równocześnie. W jednostkach zintegrowanych kompletny zestaw naprawczy obejmuje uszczelki zarówno otworu uderzeniowego, jak i obudowy silnika obrotowego w jednym pakiecie — można wybrać opcję wymiany wyłącznie uszczelek części uderzeniowej, pozostawiając uszczelki silnika obrotowego bez zmian; jednak jeśli i tak planowana jest pełna demontaż obudowy, jednoczesna wymiana obu zestawów uszczelek wiąże się z minimalnym dodatkowym czasem i eliminuje konieczność kolejnego otwarcia w niedalekiej przyszłości.

HOVOO dostarcza zestawów wyłącznie do uderzenia oraz kompletnych zestawów dla głównych modeli wiertnic udarowych w obu konfiguracjach — Epiroc COP (zintegrowana), Sandvik HL (warianty rozdzielone i zintegrowane), Furukawa serii HD i HF. Określenie architektury przy zamawianiu zapewnia, że zestaw zawiera odpowiednią kombinację elementów. Pełne odniesienia na stronie hovooseal.com.