A fúrófelület alakja határozza meg a furat alakját: Útmutató a DTH fúrófelület-kialakításokhoz
Megadhatod a megfelelő átmérőt, a megfelelő menetet, a megfelelő lapkaminőséget – és még akkor is vacak eredményeket kapsz, ha a fúrófelület geometriája nem megfelelő a feladathoz. A DTH fúrófej elülső részének alakja három dolgot határoz meg egyszerre: a fúrás sebességét, a furat egyenességét és a fúrótest tartósságát. És nem lehet mindhármat egyszerre optimalizálni. Választanod kell.
Íme a négy nagynyomású DTH fúrófej-kialakítás, melyeket láthat, hogy mindegyik miben jó, és miben marad el a hiányosságaiktól.
A konvex arc: Gyors, de vándorló
A konvex marófelület kifelé domborodik – a közepe magasabban van, mint a mérőeszköz sora. Képzelj el rá úgy, mint egy kupolára.
Ez a kupolaforma egy dolgot rendkívül jól teljesít: először a középső betéteket juttatja a kőzetbe. Közepesen kemény és kemény, abrazív képződményekben ezek a középső betétek előrepesztik a kőzetmagot, mielőtt a mérősor teljes átmérőjűre nyitná a furatot. Az eredmény magas penetrációs sebesség – a fúró mindig a már megrepedt kőzetbe vág.
A kompromisszum: a furat egyenessége. A kupolának nincs központosító mechanizmusa. A fúró a legmagasabb érintkezési ponton helyezkedik el, és egyenetlen vagy repedezett kőzetben ez a pont eltolódik. A furat vándorol. Ha olyan robbantott lyukakat fúr, ahol az eltérési tűrések lazák – például termelési kőfejtői munka –, ez egy elfogadható megoldás. Ha egyenes furatokra van szüksége előre hasított vonalakhoz vagy sűrűn elhelyezkedő mintázatokhoz, akkor a konvex felület a rossz eszköz.
A lapos arc: A túlélő
A lapos felületű bimetál bimetál pontosan az, aminek hangzik – a felület sík, vagy majdnem olyan. Nincs kupola, nincs bemélyedés, csak beilleszthető egy sík felületre.
Ez a szerkezetileg legrobusztusabb kialakítás. Nincs vékony szakasz a közepén, ami erős ütés hatására megrepedhetne. A betéteket jól alátámasztja a mögöttük lévő fúrótest acélja. A sík felületű fúrók a legnagyobb ütési energiákat és a legkeményebb, legkoptatóbb kőzetet – gránitot, kvarcitot, sűrű bazaltot – is elviselik anélkül, hogy a test kifáradási problémái jelentkeznének, amelyek a szobrászatilag igényesebb mintákat sújtják.
A hátrányok: a sík felületek nem központosíthatók jól, így a furat egyenessége legfeljebb átlagos. A behatolási sebesség mérsékelt – nincs előrepesztési hatás, így minden lapka minden ütésnél szűz kőzetet tör. A forgácseltávolítás pedig lassú lehet, mivel nincs természetes tölcsérgeometria, amely a forgácsot az öblítőcsatornákba vezetné.
A sík felületű fúrók akkor a legjobb választás, ha a kőzetkeménység a domináns tényező, és a furat egyenessége másodlagos szempont. Ezek olyan igáslovak, amelyek ritkán hibásodnak meg katasztrofálisan, de ritkán lenyűgöző sebességgel.
A konkáv felület: A sokoldalú
A konkáv felület közepén egy sekély kúpos bemélyedés található. A külső mérőeszköz sora kissé kiemelkedik a középső lapkák közül.
Ez a bemélyedés enyhe magfúrási hatást hoz létre. Ahogy a fúrófej fúr, egy kis kőoszlop alakul ki a középső bemélyedésben. Ez az oszlop vezetőként működik – a fúrót a furat közepén tartja. Az eredmény mérhetően jobb furategyenesség, mint a konvex vagy lapos kialakítások esetében.
A konkáv forma a forgácsot a középen lévő öblítőcsatornák felé tereli, javítva a forgácseltávolítást. A jobb elvezetés azt jelenti, hogy kevesebb forgács dörzsölődik a fúrófelületen az ütések között, ami gyorsabb beolvadást és alacsonyabb lapkakopást eredményez.
Ez a piacon a legelterjedtebb nagynyomású DTH fúrófej-kialakítás, és jó okkal. Széles kőzettípus-választékban egyensúlyt teremt a behatolási sebesség, a furat egyenessége és a tartósság között. Ha nem biztos benne, hogy melyik fejkialakítást használja, kezdje a konkáv fúróval, és onnan állítsa be a beállítást.
A mély konkáv középpont: Legegyenesebb lyukak, legpuhább szikla
A mély konkáv központi fúró tovább viszi a magfúrás koncepcióját. A központi bemélyedés hangsúlyos – egy mély bemélyedés, amely fúrás közben jelentős kőzetoszlopot képez. A központosító hatás erős. Az ezzel a kialakítással fúrt mély furatok figyelemre méltóan egyenesek maradnak, még olyan körülmények között is, ahol más fúrófej-kialakítások elmozdulnának.
A költség: szerkezeti gyengeség. A mély középső bemélyedés eltávolítja az acélt a fúrófelület legnagyobb feszültségű régiójából. Nagy ütőterhelés alatt – különösen kemény kőzetben – a középső rész kifáradhat és megrepedhet. A mély konkáv fúrók kizárólag lágy és közepesen kemény képződményekhez valók, ahol az ütőterhelések alacsonyabbak, és a felület repedésének kockázata minimális.
Mély konkáv középpontot akkor használjunk, ha a furat egyenessége az elsődleges követelmény, és a kőzet nem bünteti a tervet. Természetes alkalmazási területek a vízkútfúrás, a mély kutatófúrások és a szűk eltérési tűrésű horgonyfuratok.
Hogyan válasszunk
A döntési fa egyszerű, ha ismerjük a kompromisszumokat:
Kemény, koptató kőzet + a sebesség számít + az egyenesség nem:domború arc.
Kemény, koptató kőzet + a tartósság számít + az egyenesség nem:lapos arc.
Vegyes feltételek + kiegyensúlyozott teljesítmény szükséges:konkáv felület. Ez a legtöbb alkalmazást lefedi.
Lágy vagy közepesen kemény kőzet + az egyenesség kritikus fontosságú:mély konkáv középpont.
A fúrófej felületének mintázata minden egyes fúrófejre rá van nyomtatva, ami kijön a furatból. Nézd meg a kopási mintázatot. Egy domború fúrófej, amely egyenletesen kopott a felületen, jól illeszkedett a kőzethez. Egy mély, homorú fúrófej, amelynek a közepe repedt, átnyomódott a tervezési keretén. A fúrófej megmutatja, hogy jól választottál-e. Olvasd el, és igazítsd a következő sorrendet.
