Folosirea unui burghiu Tricone: Ce fac de fapt greutatea pe burghiu și turația pe minut rocii

O sapă triconică în fundul unei găuri face unul dintre cele trei lucruri asupra formațiunii. Doar unul dintre ele este forarea.

La o greutate pe treaptă redusă — sub rezistența la compresiune a rocii — dinții nu mușcă. Alunecă pe fund, măcinând roca prin frecare. Penetrarea este neglijabilă. Dinții se uzează rapid, aproape fără progres. Aceasta este o zdrobire superficială și este cea mai scumpă modalitate de a roti o treaptă, deoarece consumi carbură și durata de viață a rulmenților pentru un metru practic zero.

La o capacitate de oboseală intermediară — apropiindu-se, dar fără a depăși, rezistența la compresiune a rocii — dinții încă nu penetrează complet, dar fac ceva util: creează o rețea de micro-fisuri în suprafața formațiunii. Fiecare impact cu dinte extinde fisurile puțin mai mult. În cele din urmă, după suficiente cicluri, roca obosește și se așchiază. Funcționează, dar este lent. Aceasta este zona de concasare prin oboseală.

La WOB maxim — peste rezistența la compresiune a rocii — dinții se afundă. Fiecare penetrare a dintelui creează un crater prin fractura fragilă. Așchiile zboară. Burghiul avansează. Aceasta este o zdrobire a volumului și este singura zonă în care se forează efectiv.

Trucul nu constă doar în a folosi suficientă greutate pentru a ajunge la covârșirea volumului. Ci în a folosicorectgreutate șicorectviteza pentru roca în care te afli. Deoarece relația dintre WOB, RPM și rata de penetrare se schimbă dramatic în funcție de ce se află sub sapă.

Ceea ce face roca parametrilor

Formațiuni moi, plastice— argilă, șisturi argiloase moi, nisip neconsolidat. Dinții pătrund ușor. Factorul limitator este să nu pătrundă în rocă; ci curățarea găurii suficient de repede pentru a preveni aglomerarea sapei. Executați o turație medie (WOB) moderată — suficient pentru a menține dinții angrenați, dar nu atât de mult încât sapa să se taseze. Executați turația maximă (RPM) cât de mare poate suporta firul de foraj și instalația de foraj, deoarece rata de penetrare în aceste formațiuni se scalează aproape liniar cu viteza de rotație. La dublul RPM-ului, penetrarea se dublează aproximativ. Dinții nu se uzează mult în rocă moale, deci viteza este gratuită.

Formațiuni de duritate medie— calcar ferm, dolomit, gresie medie. Aici se schimbă jocul. Dinții trebuie să se zdrobească pentru a pătrunde, iar zdrobirea necesită timp. Impactul trebuie să se propagă prin rocă, trebuie să se dezvolte fisuri, așchii trebuie să se separe. Dacă rotiți prea repede, dinții se mișcă înainte ca fractura să fie completă — lăsați fisuri parțiale în partea de jos în loc să îndepărtați așchii întregi. Rezultatul: o turație mai mare nu vă oferă o penetrare proporțional mai rapidă. Pur și simplu uzează dinții mai repede, deoarece aceștia lovesc roca parțial fracturată la viteze de suprafață mai mari.

Un număr practic: în roca medie (în jur de 6-7 pe scara Protodiakonov), dublarea turațiilor (RPM) ar putea oferi o penetrare cu 50-70% mai mare, nu cu 100%. Penalizarea de eficiență crește pe măsură ce duritatea crește.

Formațiuni dure, abrazive— granit, cuarțit, silex. Acum aveți două probleme: roca are nevoie de timp pentru a se fractura, iar roca uzează dinții în timp ce aceștia lucrează. Turația peste punctul optim este activ contraproductivă. Dinții nu pot finaliza ciclul de fracturare la viteze mai mari, așa că penetrarea stagnează sau chiar scade. Între timp, carbura se șlefuiește pe roca dură, abrazivă, la o viteză liniară mai mare, așa că uzura accelerează. Fiecare formațiune are un plafon practic de turații dincolo de care durata de viață a burghiului se transformă doar în zgomot.

Datele experimentale confirmă acest lucru. Într-un test controlat pe diferite tipuri de rocă, dublarea turației per minut (RPM) a oferit o penetrare cu 93% mai mare în marmura de gradul 4, dar doar cu 28% mai mare în granitul porfiric de gradul 9. De la 4 la 9, beneficiul RPM urmează o curbă descendentă. În cele mai dure și mai abrazive roci, mai multe RPM nu cumpără aproape nimic - doar scurtează durata de viață a burghiului.

Punctul ideal WOB, stâncă cu stâncă

Formațiuni lipicioase, plastice(argilă, argilă argiloasă, șisturi argiloase moi): strat de foraj cu strat de foraj ușor. Aceste formațiuni se taie ușor. Prea multă greutate tasează formațiunea în golurile dinților, iar sapa se formează bule. Fluidul de foraj cu vâscozitate și densitate scăzută ajută la prevenirea umflăturii și a lipirii. Șisturile carbonice sunt deosebit de predispuse la colaps - mențineți sistemul hidraulic în mișcare și stratul de foraj cu strat de foraj ușor.

Formațiuni abrazive(gresie de cuarț, conglomerat): WOB mai mare. Dacă nu împingeți suficient de tare pentru a aduce dinții complet în zona de concasare volumică, aceștia petrec prea mult timp în zona de oboseală, frecându-se împotriva formațiunii și uzându-se. O greutate mai mare înseamnă mai puțină frecare și mai multă concasare, ceea ce reduce paradoxal uzura dinților. Conglomeratul adaugă riscul de săritură a bitului și de deteriorare la impact - mențineți coarda stabilă și nu o rotiți excesiv.

Formațiuni fracturate, cavernoase(calcar carstic, zone de falie): WOB redus. Când sapa lovește un gol sau o zonă de fractură, greutatea se descarcă brusc și apoi se izbește înapoi. WOB ridicat în aceste condiții rupe dinții și deteriorează rulmenții. Ușurați motorul, rotiți constant și lăsați sapa să treacă prin zona spartă fără a o combate.

Formațiuni interstratificate(alternarea straturilor dure și moi): acesta este cel mai greu de reglat. Sapa este supusă unei schimbări constante a rezistenței rocii. WOB-ul potrivit pentru grinda dură este prea mare pentru stratul moale. Compromisul: reglați pentru straturile mai dure și acceptați performanțe ușor suboptimale în cele moi. O sapă care supraviețuiește dungilor dure găurește mai repede per total decât una care se optimizează pentru straturile moi și se autodistruge în straturile dure.

Regula care le leagă

WOB te introduce în piatră. RPM determină de câte ori pe minut primești o mușcătură. Dar piatra stabilește limita de viteză privind cât de repede se poate finaliza o mușcătură înainte ca dintele să se miște mai departe.

Dacă nu vă amintiți nimic altceva: roca moale iubește turațiile, roca dură are nevoie de timp. Dacă împingeți prea multă viteză în roca dură, nu veți fora mai repede - doar uzați burghiele. Dacă împingeți prea multă greutate în roca moale, nu veți fora mai adânc - veți împacheta burghiul. Obțineți echilibrul corect, și același burghiu care era "slentddhhh la ultima gaură devine cel pentru care se luptă echipa.