Seeger-gyűrű vs. keresztcsap? A végső összecsapás a DTH (down-the-hole) fúrófejek között
A hasított gyűrűs és keresztcsapos DTH fúrófej-csatlakozórendszerek jelentősen eltérnek egymástól szerkezeti kialakításukban, munkakörülményekhez való alkalmasságukban és karbantartási jellemzőikben. Ezek a különbségek közvetlenül meghatározzák, hogy melyik típus az előnyösebb az adott fúrási forgatókönyvekben. Az alábbiakban egy műszaki összehasonlítást és a mérnöki gyakorlaton alapuló főbb előnyeik és hátrányaik összefoglalását láthatjuk:
Alapvető műszaki különbségek (1) Szerkezeti tervezési alapelvek
Osztott gyűrűs (biztosítógyűrűs) típus: Kétrészes, osztott kialakítást használ, amely két tengelyirányban szimmetrikus félgyűrűből áll. A kettős lokalizációt lépcsős csatlakozások biztosítják – a kisebbik vég külső átmérője pontosan illeszkedik a kalapács elülső csatlakozásának belső gyűrű alakú üregébe, míg a nagyobbik vég a vezetőhüvellyel illeszkedik, merev csatlakozási alapot képezve.
Keresztcsapos (dübeles-csapos) típus: A fúrófejben és a kalapácsban előre fúrt csaplyukakra támaszkodik, amelyekbe egy keresztcsapot helyeznek a mechanikus rögzítés érdekében. Egyes modellek „dugók + rugó + gumirúd” rögzítő szerelvénnyel rendelkeznek; a merev csapcsatlakozás megakadályozza a lecsúszást.
(2) Telepítési és karbantartási jellemzők
Hasított gyűrűs típus: Az összeszerelés a félgyűrűk egymás utáni behelyezését és a bordás illesztést igényli; a szétszerelés fordított. Az optimalizált kalapácskialakítások felgyorsíthatják a fel- és leszerelést, de az eljárás továbbra is bonyolultabb, mint a keresztcsapos típusnál.
Keresztcsapos típus: Nagyon egyszerű kezelés – csak be kell helyezni vagy ki kell venni a csapot. Ha azonban a csap berozsdásodik, deformálódik, vagy a rögzítőszerelvény meghibásodik, a csatlakozás beszorulhat, ami megnehezíti a szétszerelést és sokkal nagyobb kihívást jelent a karbantartás szempontjából.
(3) Mechanikai teljesítmény összehasonlítása
Osztott gyűrűs típus: A nagyobb érintkezési felület egyenletesebb terheléseloszlást eredményez. Az új lépcsős gyűrűs kialakítás lerövidíti a fúró teljes hosszát és csökkenti a tömeget, ami javíthatja a kalapácsteljesítményt és csökkentheti a feszültségkoncentráció kockázatát.
Keresztcsapos típus: Elsősorban nyíróterhelést visel; az ütőenergia közvetlenül a csapon keresztül adódik át a fúrófejnek. Ez egyértelmű feszültségkoncentrációt hoz létre a csapnál, amely hajlamos a kopásra, deformációra vagy akár törésre is.
Alkalmazási forgatókönyvekhez való alkalmasság Kemény kőzetfúrási műveletek során a keresztcsapos típus három fő előnyt mutat:
Csatlakozás stabilitása: A merev csapos csatlakozás ellenáll a nagy ütéseknek és nyomatékoknak, és megakadályozza a bit kihúzását. A hasított gyűrűs típusnál nagyobb a kockázata a csatlakozás kilazulásának extrém körülmények között.
Energiaátadási hatékonyság: A rövidebb nyíróerő-átviteli út azt jelenti, hogy az ütési energia közvetlenül eléri a fúrófejet; a kőzettörési hatékonyság nagyjából 15–20%-kal magasabb lehet, mint az osztott gyűrűs típusnál.
Pontosságtartás: A tűfurat-tűrések szigorú szabályozásával a furat függőleges eltérése körülbelül 0,5°-on belül tartható, ami felülmúlja az osztott gyűrűs típust, amely a reakcióerők miatt elmozdulási hibákat okozhat.
Mérnöki kiválasztási ajánlások A bit kiválasztásának több tényezőt kell figyelembe vennie:
Geológiai adottságok: Kemény kőzetekhez keresztcsapos formáció előnyös; közepesen lágy képződményekhez a hasított gyűrűs formáció elfogadható.
Berendezések kompatibilitása: A kalapács kialakítása illeszkedik-e az osztott gyűrűs lépcsőkhöz vagy a csapfurat-illesztéshez.
Költségkontroll: A keresztcsapos rendszerek általában magasabb karbantartási és csereköltségekkel járnak, de hatékonysági előnyeik lerövidíthetik a projekt időtartamát.
Javasolt helyszíni próbafúrást végezni az adatok gyűjtése és a furatpontosság, az energiafogyasztási mutatók és az alkatrész élettartama alapján történő dinamikus kiválasztás optimalizálása érdekében.
