Дасягненні гідраўлічных і водных тэхналогій бурэння DTH.
1. Перавагі гідраўлічных перфаратараў
① Высокі гідраўлічны ціск: звычайна ад 10 да 25 МПа з тэндэнцыяй да больш высокіх межаў. Гэта ў некалькі-дзесяткі разоў перавышае пнеўматычны ціск.
② Высокая выхадная магутнасць: звычайна ад 5 да 20 кВт. Некаторыя мадэлі, такія як COP4050 ад ATLAS і HL2000 ад TAMROCK, дасягаюць 40 кВт, а HL4000 - да 70 кВт.
③ Высокая хуткасць свідравання: звычайна дасягаецца хуткасць свідравання 1–3 м/мін.
④ Высокая эфектыўнасць: эфектыўнасць саміх гідраўлічных перфаратараў можа дасягаць 50%, а гідраўлічныя помпы больш эфектыўныя, чым паветраныя кампрэсары. Такім чынам, агульнае выкарыстанне энергіі значна вышэй, чым у пнеўматычных буравых сістэм.
2. Недахопы гідраўлічных перфаратараў
① Страты перадачы энергіі: паколькі свердзел знаходзіцца ў верхняй частцы бурыльнай штангі, страты пры перадачы энергіі павялічваюцца з павелічэннем глыбіні адтуліны, што прыводзіць да зніжэння хуткасці свідравання.
② Высокі знос бурыльнай штангі: па меры павелічэння магутнасці гідраўлічных перфаратараў нагрузка на бурыльную штангу таксама ўзрастае, што прыводзіць да павышэння ўзроўню пашкоджанняў. Хаця такія тэхналогіі, як свідраванне абсадных труб Atlas Copco, дапамагаюць знізіць нагрузку, яны павялічваюць выдаткі і не вырашаюць цалкам праблему, тым самым абмяжоўваючы выходную магутнасць свідра. Напрыклад, у той час як магутнасць COP4050 разлічана на 40 кВт, для свідравання глыбокіх адтулін выкарыстоўваецца толькі 30 кВт, каб мінімізаваць нагрузку на абсталяванне.
③Адхіленне свідравіны: свідравальныя штангі вытрымліваюць як сілы ўдару, так і крутоўны момант, што прыводзіць да выгібу і дэфармацыі, што зніжае дакладнасць свідравіны.
3. ПеравагіНіжняя свідравіна (DTH)Свердзелы
① Адсутнасць страт пры перадачы энергіі: малаток непасрэдна ўздзейнічае насвердзел, пазбаўляючы ад неабходнасці перадачы энергіі ўдару праз свідравальную штангу, забяспечваючы стабільную хуткасць свідравання незалежна ад глыбіні.
② Прамыя свідравіны: бурыльная штанга мае высокую калянасць, не падвяргаецца ўздзеянню ўдарных сіл і перадае толькі крутоўны момант з мінімальным восевым ціскам. Гэта прадухіляе выгіб і дэфармацыю, забяспечваючы прамыя і гладкія свідравіны. Свідры DTH працуюць лепш у трэшчынаватых пластах, нахіленых пластах або зменнай цвёрдасці горных парод.
③ Эфектыўнае выдаленне смецця: энергарэсурс выконвае функцыю прамываючага асяроддзя, старанна ачышчаючы свідравіну і пазбягаючы празмернага свідравання.
④ Нізкі ўзровень шуму: паколькі ўдар адбываецца на дне свідравіны, шум значна ніжэй, чымперфаратары.
⑤ Шырокае прымяненне: за выключэннем вельмі мяккіх утварэнняў, буры DTH аптымальна працуюць ва ўсіх тыпах горных парод, пераўзыходзячы перфаратары з верхнім ударам па дасягальным дыяметры і глыбіні свідравіны.
Улічваючы гэтыя перавагі, бурэнне DTH шырока лічыцца лепшым выбарам, і 90% брытанскіх кар'ераў выкарыстоўваюць гэты метад.
4. Недахопы пнеўматычных дрыляў DTH
① Нізкі ціск і магутнасць: асноўным недахопам пнеўматычных дрылі DTH з'яўляецца іх нізкі ціск паветра і выхадная магутнасць, што прыводзіць да паніжэння хуткасці свідравання. Нягледзячы на тое, што дасягненні паднялі ціск паветра да 2,5 МПа, гэта ўсё яшчэ значна ніжэй гідраўлічнага ціску перфаратараў. Акрамя таго, паветраныя кампрэсары высокага ціску дарагія, патрабуюць прывадаў высокай магутнасці, ствараюць больш шуму і значна губляюць эфектыўнасць у вышынных раёнах.
② Нізкая эфектыўнасць выкарыстання энергіі: пнеўматычныя перфаратары DTH спажываюць у тры разы больш энергіі на метр прасвідравання, чым гідраўлічныя перфаратары.
5. Прымяненне гідраўлікіМалаткі DTH
Каб аб'яднаць перавагі гідраўлічных перфаратараў (высокі ціск і эфектыўнасць) і бураў DTH (прамыя свідравіны), у пачатку 1990-х гадоў нямецкая кампанія Hausherr распрацавала «Хуткую гідраўлічную дрыль DTH». Механізмы павароту і ўдару маюць гідраўлічны прывад. Малаток мае дзве алейныя лініі для падачы і вяртання. Свердзела Rapid даступныя ў трох дыяметрах: 90 мм, 115 мм і 150 мм, прыдатныя для свідравін дыяметрам 100–125 мм, 127–156 мм і 168–230 мм адпаведна.
Параўнальнае выпрабаванне паміж Rapid і пнеўматычным бурам DTH HBM80S ад Hausherr паказала, што пры аднолькавых дыяметрах свідравін (125 мм) і глыбінях (36 м) Rapid дэманструе значныя эканамічныя перавагі з меншай магутнасцю рухавіка, расходам паліва і каэфіцыентам расходу змазачнага алею 0,46, 0,46 і 0,47 адпаведна.
6. Прымяненне гідраўлічных гідраўлічных молатаў
Шведская кампанія LKAB і яе даччыная кампанія G-Drill у канцы 1980-х распрацавалі «молат DTH з водным рухавіком Wassara». Выкарыстоўваючы ў якасці асяроддзя фільтраваную шахтную ваду, ён працуе пад ціскам 18-20 МПа і расходам 200-300 л/мін. Пры сярэдняй хуткасці свідравання 850 мм/мін ён пераўзыходзіць пнеўматычныя малаткі (звычайна 320 мм/мін).
Молат Wassara прадэманстраваў выключную прадукцыйнасць, напрыклад, памяншэнне адхілення свідравіны ўдвая і павелічэнне прадукцыйнасці на 86% у шахтах LKAB. Сферы прымянення ўключаюць заліванне раствора ў метро ў Нью-Ёрку і геатэрмальнае свідраванне ў Швейцарыі, дзе свідравіну даўжынёй 599,8 метра было прабудзена за 5 дзён у параўнанні з 3 тыднямі пры традыцыйных ротарных свідраваннях.
7. Параўнанне: гідраўлічныя малаткі з гідраўлічным прывадам і гідраўлічнымі гідраўлічнымі малаткамі
Малаткі з водным рухавіком: выкарыстоўваюць статычны ціск вады, дасягаючы больш высокай эфектыўнасці і хуткасці свідравання, падыходзяць для горназдабыўной прамысловасці.
Малаткі з вадкасным прывадам: выкарыстоўваюць дынамічны ціск вады і звычайна абмяжоўваюцца геалагічным бурэннем з меншым ціскам (0,5–4 МПа) і эфектыўнасцю (
8. Заключэнне
Гідраўлічныя і водныяDTH малаткіаб'ядноўваюць перавагі гідраўлічных перфаратараў і пнеўматычных перфаратараў DTH, забяспечваючы нізкае энергаспажыванне, высокую хуткасць свідравання і прамыя свідравальныя свідравіны. Уніфікаванае асяроддзе для харчавання і прамывання робіць малаткі з водным рухавіком больш перспектыўнымі для будучага развіцця.
