Poate un bit buton cu centru ridicat să țină calibrul mai mult timp fără a sacrifica penetrarea?
Când un burghiu filetat pentru buton este scos din uz, adesea nu se datorează faptului că toți butonii din carbură s-au defectat.
Este pentru că burghiul și-a pierdut grosimea.
Odată ce diametrul exterior se uzează sub limita acceptabilă, gaura forată devine subdimensionată. Acest lucru creează probleme în aval: precizie slabă a găurii, încărcare dificilă, calitate nesigură a găurilor de șurub și rezultate mai puțin previzibile ale exploziei. În minerit și dezvoltarea tunelurilor, o burghiu care nu mai ține ecartamentul poate afecta mult mai mult decât propriul cost pe metru.
Răspunsul evident pare simplu: adăugați mai multe butoane de ecartament.
Dar designul cu buton nu este niciodată atât de simplu.
Spațiul frontal este limitat. Adăugarea mai multor butoane de carbură sau a unor butoane mai mari poate reduce forța de impact disponibilă la fiecare buton. Dispunerea deficitară a feței frontale poate, de asemenea, restricționa curgerea și poate îngreuna evacuarea așchiilor. Rezultatul poate fi o penetrare mai lentă, mai multe re-concasare sau o uzură accelerată într-o altă parte a burghiului.
O față cu centrul ridicat este o abordare pentru rezolvarea acestei probleme de design.
De ce contează atât de mult pierderea din ecartament
Butoanele de calibrare sunt poziționate în jurul marginii exterioare a sapei. Rolul lor este de a menține diametrul găurii pe măsură ce sapa forează și se rotește. Acestea sunt expuse la abraziune severă din partea peretelui găurii de sondă, în special în rocă dură sau abrazivă.
Când butoanele calibrului se uzează, freza începe să taie o gaură mai mică. Acest lucru poate părea minor la început, dar efectele se pot acumula:
Diametrul găurii devine mai puțin constant.
Alinierea găurilor de foraj poate avea de suferit.
Operațiunile ulterioare de sablare sau de șurubare devin mai puțin previzibile.
Intervalele de reascuțire se pot scurta.
Burghiul atinge diametrul de aruncare mai devreme.
Pentru un antreprenor de foraj, durata de viață a calibrului este adesea un factor major în costul real al unui burghiu filetat tip buton. Un burghiu cu o penetrare excelentă, dar cu o durată de viață scurtă a calibrului, poate să nu fie cea mai economică unealtă la locul de muncă.
Provocarea constă în îmbunătățirea protecției calibrului fără a crea o față care să se găurească prost.
Compromisul dintre fețele convenționale ale biților
Pe o suprafață convențională pentru butoane, spațiul este limitat. Butoanele de calibrare, butoanele frontale, găurile de spălare și canelurile concurează pentru aceeași zonă.
Creșterea numărului de butoane de calibrare poate ajuta la distribuirea uzurii și la păstrarea diametrului. Dar poate reduce și spațiul disponibil pentru curățarea găurilor. Dacă deșeurile nu pot părăsi gaura eficient, acestea pot fi zdrobite din nou sub burghiu. Acest lucru irosește energia de impact și poate încetini penetrarea.
Adăugarea de butoane mai mari din carbură aduce un alt compromis. Energia de impact disponibilă este împărțită în mai multe puncte de contact. Dacă amplasarea nu este proiectată cu atenție, forța de strivire aplicată fiecărui buton poate scădea. În roca dură, acest lucru poate reduce eficiența procesului de rupere.
De aceea, un bit pentru buton nu ar trebui selectat doar în funcție de numărul de butoane. Poziția, înălțimea, unghiul, dispunerea la nivel și profilul feței influențează performanța.
Ce schimbă o față cu centrul ridicat
Un design cu centru ridicat ridică o parte a feței frontale deasupra nivelului butonului de calibrare. Un număr mic de butoane centrale sau frontale sunt așezate puțin mai sus decât butoanele exterioare, creând o înclinare mai deliberată în profilul feței.
Această dimensiune verticală suplimentară oferă designerului mai mult spațiu de lucru.
Burghiul poate găzdui butoane de calibrare suplimentare, lăsând în același timp spațiu util pentru găuri de spălare mai mari și caneluri de drenaj. Centrul ridicat poate crea, de asemenea, un profil ușor încastrat al fundului găurii în timpul forajului. Acest lucru schimbă modul în care butoanele frontale se agață de rocă și modul în care deșeurile se îndepărtează de zona de concasare.
Scopul nu este pur și simplu de a complica fața. Scopul este de a îmbunătăți relația dintre trei nevoi concurente:
Protecție manometru
Eficiență de spargere a stâncii
Evacuarea butașilor
Când aceste trei elemente sunt echilibrate, burghiul poate menține diametrul mai mult timp, menținând în același timp un ciclu de găurire productiv.
O spălare mai bună poate reduce re-zdrobirea inutilă
Înroșirea apei este ușor de subestimat până când devine o problemă.
Când roca concasată rămâne pe fundul găurii, sapa consumă energie pentru a sparge materialul care a fost deja spart. Aceasta se numește adesea re-concasare. Nu avansează găura eficient și poate crește căldura și uzura suprafeței sapei.
Un design al sapei cu centrul ridicat poate crea mai mult spațiu pentru pasaje de spălare mai mari sau mai bine poziționate. Dacă amplasarea spălării îmbunătățește mișcarea apei și a deșeurilor, resturile pot părăsi frontul mai repede. Acest lucru permite butoanelor de carbură să se angajeze în roca proaspătă mai uniform.
Rezultatul poate fi o acțiune de găurire mai curată, o rupere secundară redusă și o performanță de penetrare mai stabilă.
Adevăratul beneficiu depinde de tipul de rocă, parametrii de foraj, condițiile de spălare cu aer sau apă și restul garniturii de foraj. Dar principiul este solid: o față a burghiului care evacuează eficient deșeurile oferă butoaielor sale de carbură o șansă mai bună de a funcționa eficient.
Mai multe butoane nu înseamnă automat o găurire mai lentă
Este rezonabil să ne îngrijorăm că adăugarea butoanelor de calibrare va dilua energia de impact.
Totuși, o față centrală ridicată, bine proiectată, poate rezolva această problemă prin controlul înălțimii și al angrenării butoanelor frontale. În loc să forțeze fiecare buton să intre în contact cu roca exact în același mod, profilul în trepte poate ghida modul în care fața sparge roca.
Butoanele frontale ridicate inițiază modelul de rupere. Butoanele de calibrare mențin peretele găurii. Găurile mai mari, cu suprafață lină, ajută la îndepărtarea așchiilor. Fața este proiectată ca un sistem, nu ca o colecție de plăcuțe individuale din carbură.
Această distincție contează.
Un burghiu prost proiectat, cu mai multe butoane, poate găuri mai lent. Un burghiu proiectat corespunzător, cu un profil frontal îmbunătățit, poate menține penetrarea prin reducerea zdrobirii și îmbunătățirea îndepărtării deșeurilor.
De aceea, testarea pe teren rămâne esențială. Aceeași sapă se poate comporta diferit în granit abraziv, rocă fracturată, teren umed sau în interiorul unui tunel cu geologie variabilă.
Unde pot fi utile biții pentru butoane cu centru ridicat
Biții cu filet central ridicat pot fi potriviți pentru aplicații în care calitatea găurii și durata de viață a calibrului sunt deosebit de importante, inclusiv:
Dezvoltarea minei subterane
Foraj la fața tunelului
Foraj de producție în formațiuni abrazive
Găuri pentru fixarea acoperișului și găuri pentru susținerea solului
Proiecte în care precizia ajustării colierelor și a diametrului găurii afectează lucrările ulterioare
Acestea nu reprezintă un răspuns universal pentru fiecare problemă de foraj. Selecția burghiului trebuie să țină cont în continuare de duritatea rocii, abrazivitatea, tipul burghiului, diametrul găurii, condițiile de spălare și modelul de foraj necesar.
O față convențională bine adaptată poate fi în continuare alegerea potrivită în multe situații. Valoarea unui design cu centru ridicat apare atunci când uzura calibrului, curățarea deficitară sau rectificarea excesivă au devenit un cost recurent.
Ce trebuie evaluat înainte de a schimba designul biților
Înainte de a schimba la orice nou profil de burghiu filetat buton, monitorizați rezultatele actuale ale găuririi.
Analizați uzura calibrului, rata de penetrare, ruperea butonului, uzura corpului sapei, precizia găurii, comportamentul de spălare și intervalele de reascuțire. Aceste observații ajută la identificarea dacă problema reală este designul sapei, parametrii de foraj, spălarea inadecvată, alinierea deficitară sau o nepotrivire între condițiile sapei și cele ale rocii.
Apoi, comparați modelele candidate prin studii controlate pe teren.
Cel mai bun burghiu circular nu este întotdeauna cel cu cea mai mare cantitate de carbură, cea mai mare gaură de curățare sau cea mai agresivă față. Este cel care menține ecartamentul, găurește eficient și produce un cost previzibil per metru găurit în teren.
O față cu centrul ridicat este încă un instrument ingineresc pentru atingerea acestui echilibru.
