Y Detholiad Gorau o Ddarnau PDC ar gyfer Cloddio Glo

Mae adeiladu twll turio yn ddull technegol a ddefnyddir yn eang ar gyfer rheoli nwy, atal difrod dŵr, ac archwilio daearegol mewn pyllau glo, sy'n chwarae rhan hanfodol wrth sicrhau diogelwch ac effeithlonrwydd cynhyrchu glo. Yn Tsieina, mae degau o filiynau o fetrau o dyllau drilio yn cael eu creu bob blwyddyn mewn pyllau glo. Mae'r broses adeiladu yn gofyn am gefnogaeth offer drilio fel driliau, pibellau drilio, a darnau drilio. Yn eu plith, mae driliau yn offer hanfodol ar gyfer ffurfio tyllau yn uniongyrchol a thorri creigiau.

Mae'r ddalen gyfansawdd diemwnt grisialog Poly (PDC) yn cael ei defnyddio'n helaeth mewn darnau dril mwyngloddio oherwydd ei wrthwynebiad gwisgo eithriadol a chadernid effaith clodwiw.darnau PDCarddangos oes drilio hirfaith ac effeithlonrwydd treiddiad uwch pan gaiff ei gyflogi mewn ffurfiannau craig canolig-caled ac is, a thrwy hynny esgor ar fuddion economaidd sylweddol mewn gweithrediadau drilio pyllau glo. Mewn cymhariaeth â drilio olew, mae gan ddrilio cloddio glo y nodweddion technegol o fod yn gost-effeithiol, yn amser-effeithlon, ac yn ddwys wedi'u dylunio.

Yr heriau presennol a wynebir mewn mwyngloddiodarnau PDCyn cynnwys: ①Mae'r trothwy mynediad ar gyfer mwyngloddio darnau PDC yn gymharol isel, gyda llu o weithgynhyrchwyr yn cynnig lefelau amrywiol o ansawdd. ② Mae defnyddiau a gofynion drilio tanddaearol mewn pyllau glo yn dangos gwahaniaethau amlwg, tra bod dosbarthiad darnau PDC mwyngloddio yn gymhleth ac yn amrywiol. Ar ben hynny, mae diffyg manylebau dethol systematig a rhesymegol yn y broses ddefnyddio ddilynol. ③Gyda chyffredinolrwydd cynyddol haenau caled cymhleth mewn pyllau glo, mae darnau PDC mwyngloddio confensiynol yn methu â bodloni'r gofynion adeiladu ar gyfer drilio effeithlon ar y safle, gan arwain at achosion o gynnydd araf neu hyd yn oed diffyg ffilm gyflawn.④Oherwydd yr amodau adeiladu heriol yn y pwll glo weithiau gall fod yn llym wrth lynu at weithdrefnau adeiladu personél, mae'n anodd cadw at weithdrefnau adeiladu personél glo.

Er mwyn gwella effeithiolrwydd gweithredol mwyngloddiodarnau PDC, mae'r papur hwn yn darparu dadansoddiad cynhwysfawr o'r dulliau methiant sylfaenol ac yn ymchwilio i achosion sylfaenol pob math o fethiant. Yn ogystal, cynigir argymhellion ymarferol ar gyfer dewis a defnyddio'r darnau hyn yn ofalus.

1.Dadansoddiad o Ffurf ac Achosion Methiant Did PDC mewn Mwyngloddio

Ar hyn o bryd, mae cydrannau darnau PDC mwyngloddio yn bennaf yn cynnwys y corff didau, torwyr PDC, aloion mesurydd, a rhannau eraill fel y dangosir yn Ffigur 1. Mae'r torwyr PDC a'r aloion mesurydd yn cael eu brazed ar y corff didau i sicrhau eu hatodi'n ddiogel. Yn ystod gweithrediadau drilio rheolaidd, mae'r gwialen drilio yn trosglwyddo torque a phwysau bwydo i waelod y twll lle mae'n ymgysylltu â'r darn drilio. Cyflawnir y broses torri creigiau trwy ddefnyddio torwyr PDC ar y darn drilio. Yn ogystal, mae aloion mesurydd yn amddiffyn rhag traul gormodol trwy amddiffyn cyfanrwydd amgylchiadol y corff did. Fodd bynnag, dylid nodi y gall ffactorau amrywiol megis grymoedd cymhleth a roddir ar y torrwr ar waelod y twll yn ystod torri creigiau gyda did PDC, newidiadau mewn nodweddion ffurfio, dewis technegau ac offer adeiladu, hyfedredd gweithredol personél sy'n ymwneud â gweithgareddau adeiladu ynghyd â mesurau rheoli ansawdd ar gyfer darnau eu hunain effeithio'n sylweddol ar effeithiolrwydd cymhwysiad gan arwain at fathau amrywiol o fethiant ar gyfer y darnau hyn. Trwy ymchwiliad a gynhaliwyd mewn safleoedd drilio pyllau glo, rydym wedi crynhoi a dadansoddi gwahanol ddulliau methiant ac achosion sylfaenol sy'n gysylltiedig âdarnau PDC.

1.1 Mae methiant y torrwr PDC yn digwydd pan fydd y PDC yn cael ei sintered o dan amodau tymheredd uchel a phwysau uchel. Mae'r daflen gyfansawdd yn cynnwys dwy brif gydran: haen diemwnt a matrics carbid, fel y dangosir yn Ffigur 2.

Mae prif ddulliau methiant torwyr PDC yn cynnwys traul arferol, plicio i ffwrdd, cwymp llafn, a dadlaminiad.

(1) Traul a gwisgo'n rheolaidd

Mae ffenomen gwisgo arferol yn fath o ddifrod nodweddiadol sy'n digwydd mewn torwyr PDC yn ystod y broses torri creigiau, a nodweddir yn bennaf gan golled malu macrosgopig sylweddol yn yr haen diemwnt a matrics carbid smentog y torwyr, heb unrhyw olion cracio amlwg ar yr wyneb malu.

(2) Gollwng sglodion

Mae ffenomen gollwng sglodion yn digwydd pan fydd torwyr PDC yn datgysylltu oddi wrth y corff didau, gan arwain at fethiant did. Y nodwedd amlycaf yw gwahaniad llwyr torwyr PDC oddi wrth y corff did, heb unrhyw weddillion aloi i'w cael yn y pwll lle mae weldio rhwng y corff did a thorwyr PDC yn digwydd.

Ffactorau sylfaenol sy'n cyfrannu at ddirywiad ffilm sy'n cwympo:

① Mae'r tymheredd uchel ar waelod y twll turio yn arwain at heriau mewn technoleg adeiladu drilio sych neu ffurfio plwg dŵr yn ystod y broses ddrilio, tra hefyd yn rhwystro oeri amserol torwyr PDC ar y dril yn ystod torri creigiau cylchdro cyflym. O ganlyniad, mae cynnydd sylweddol yn y tymheredd ar waelod y twll, a all fod yn fwy na thymheredd critigol y sodrwr ac arwain at doddi sodr a datgysylltu torwyr PDC wedi hynny.

② Nid yw rheolaeth y broses weldio dril yn ddigon llym. Yn y weithdrefn weldio, mae diffyg glanhau priodol cyn weldio, weldiadau diffygiol neu reolaeth annigonol ar nwy gwacáu, a thymheredd cadw gwres afresymol neu amser annigonol ar ôl weldio, a gall pob un ohonynt arwain at ddatgysylltu ychydig. Ar wahân i fynnu bod gweithgynhyrchwyr yn rheoleiddio'r broses gynhyrchu yn llym (yn enwedig y broses weldio torrwr PDC) i sicrhau weldio cyflawn a chadarn, mae hefyd angen egluro'r weithdrefn adeiladu drilio trwy ddewis drilio dŵr pryd bynnag y bo modd ac osgoi adeiladu drilio sych. Ar gyfer drilio twll dwfn, dylid sicrhau bod dŵr yn dychwelyd cyn ychwanegu drilio gwialen. Yn ogystal, bob tro cyn gosod y dril i mewn i waelod y twll, mae'n hanfodol gwirio a oes unrhyw rwystrau er mwyn atal rhwystr.

(3) Toriad llafn

Mae toriad yr haen diemwnt mewn torwyr PDC yn cynrychioli dull methiant cyffredin ar gyferdarnau PDC. Nodwedd nodweddiadol o'r modd methiant hwn yw rhwyg lleol yr haen diemwnt, gyda rhai achosion yn arwain at dorri ar yr un pryd ochr yn ochr â'r matrics carbid.

Prif achosion toriad did PDC:

① Mae'r torrwr a ddewiswyd yn seiliedig ar nodweddion cynhenid ​​y torrwr PDC yn arddangos ymwrthedd effaith isel. Nid yw cryfder cyfunol carbid twngsten (WC) a micro-powdr diemwnt yn ddigonol, gan ei gwneud yn dueddol o fethu o dan straen darnio creigiau;

② Mae ffactorau sy'n gysylltiedig â'r broses adeiladu yn dangos bod y pwysau adeiladu ar y safle yn rhy uchel. Mae'r pwysau a roddir gan y torrwr PDC ar y darn yn sylweddol uwch na therfyn pwysau'r torrwr, gan arwain at asglodi'r haen diemwnt a chwymp yr ymyl torri wedi hynny.

③ Mae ffactorau sy'n gysylltiedig â ffurfiannau cymhleth yn dangos, yn ystod y gwaith o adeiladu ffurfiannau caled, hollt, fod y llwyth effaith ar dorwyr PDC yn fwy na chaledwch eu heffaith, a allai arwain at gwymp y blaen.

④ Mae dyluniad yr ongl torri bit yn annigonol, gan nad yw'n cadw at yr egwyddor bod ffurfiad anoddach yn gofyn am ongl dorri mwy. Wrth adeiladu ffurfiannau caled, gall ongl dorri llai arwain at rym gormodol ar y torrwr PDC, gan arwain yn y pen draw at gwymp yr ymyl torri.

⑤ Mae ffactorau eraill yn dangos bod trefniant bolltau cynhaliol a cheblau angori ar ffyrdd tanddaearol yn ei gwneud hi'n agored iawn i'r dril ddymchwel ar ôl dod ar draws yr elfennau hyn. Er mwyn atal methiant did, mae'n hanfodol nid yn unig cadw'n gaeth at y paramedrau proses a amlinellir yn y llawlyfr cyfarwyddiadau drilio ond hefyd i ddylunio a dewis y dril yn seiliedig ar amodau ffurfio. Yn benodol, wrth ddrilio i ffurfiannau caled, fe'ch cynghorir i gynyddu ongl dorri'r darn yn briodol, lleihau ei ymosodol, a gwella amddiffyniad ar gyfer y darn. Yn ogystal, argymhellir dewis torwyr PDC â chaledwch effaith uwch wrth ddrilio trwy ffurfiannau hollt caled neu addasu siâp allanol haen diemwnt y torrwr i wella caledwch effaith; er enghraifft, mae torwyr PDC crwm yn gyffredinol yn dangos gwell ymwrthedd effaith na mathau gwastad. At hynny, dylid gweithredu cynllun tyllau rhesymol yn ystod y gwaith adeiladu er mwyn osgoi drilio i mewn i folltau a cheblau angori.

(4) Delamination

Mae delamination yn cyfeirio at ddatgysylltu'r haen diemwnt o'r matrics carbid smentiedig mewn dalennau cyfansawdd PDC, fel y dangosir yn Ffigur 3.

Prif achos delamination yn haen diemwnt torwyr PDC yw'r straen gweddilliol sylweddol sy'n bresennol rhwng yr haen diemwnt a'r matrics carbid smentiedig, ynghyd â gwahaniaeth sylweddol yn eu cyfernodau ehangu thermol. Yn ystod torri creigiau, mae'r haen diemwnt a'r matrics carbid smentiedig yn profi crebachiad asyncronaidd oherwydd straen thermol a gynhyrchir gan wres ffrithiannol ac oeri hylifau golchi. Mae'r llwyth effaith canlyniadol a'r straen gweddilliol yn arwain at blicio'r haen diemwnt o'r matrics carbid, gan arwain yn y pen draw at fethiant bit dril. Er mwyn lliniaru delamination, mae'n hanfodol dewis deunyddiau bondio priodol a thechnolegau prosesu sy'n mynd i'r afael â straen gweddilliol rhwng y ddwy gydran hyn yn ystod gweithgynhyrchu. Yn ogystal, gall dylunio siâp rhyngwyneb newydd ar gyfer y matrics wella priodweddau bondio rhwng yr haen diemwnt a'r matrics carbid smentiedig.

1.2 Mae methiant y corff dril yn cael ei nodweddu'n bennaf gan doriadau llafn yn y corff dril, fel y dangosir yn Ffigur 4.

 

Mae toriad llafn y corff did yn digwydd yn bennaf yn y corff bit ac anaml y bydd did y corff dur yn digwydd. Mae'r rhesymau dros dorri asgwrn llafn y corff did fel a ganlyn: ① Taro llafn y corff did wrth ddadsgriwio'r corff did oherwydd bod coron y corff did yn cael ei sintro gan broses meteleg powdr ar un adeg. o'i gymharu â'r darn corff dur cyffredin. mae gan y bit body bit ymwrthedd gwisgo uwch. ond mae caledwch deunydd y corff yn cael ei leihau yn gyfatebol ac mae'n hawdd torri llafn y corff did wrth ddadsgriwio'r corff did; ② Nid yw rheolaeth y broses bit sintering yn llym. ac mae'r corff did sintered yn entrainment ac mae'r powdr metel yn methu â ffurfio aloi.In er mwyn osgoi torri'r llafn. roedd gan y defnyddiwr well defnydd o offer megis gefail deintyddol i gynorthwyo'r hualau wrth ddadsgriwio'r dril. er mwyn osgoi curo'r llafn; Yn ail. dylai gweithgynhyrchwyr reoli ansawdd y corff sintered yn llym. nid yn unig i reoli'r broses sintering yn llym. ond hefyd i fonitro'r powdr metel o bryd i'w gilydd i sicrhau bod y powdr yn bodloni gofynion y broses.

2. Dyluniad Optimized a Detholiad Rhesymol o Bit PDC Mwyngloddio

2.1 Dyluniad optimeiddio bit dril

(1) Ar gyfer ffurf fethiant y darn, mae angen gwneud y gorau o'i strwythur o'r dyluniad dril. Mae prif baramedrau dylunio bit PDC yn cynnwys torri Angle α. ochr Ongl β. Angle azimuth γ. ac ati. Mae γ yn cyfeirio at yr Angle rhwng llinell gyfeirio cyfeiriadedd y dannedd PDC a llinell ganol y darn. Mae α yn cyfeirio at yr Angle rhwng llinell gyfeirio cyfeiriadedd y dant PDC ac awyren waith y torrwr. fel y dangosir yn Ffigur 5. Mae β yn cyfeirio at yr Angle rhwng yr awyren trwy'r canolbwynt a llinell ganol y darn a phlân gweithio'r torrwr. fel y dangosir yn Ffigur 6. Mae ymchwil rhagarweiniol a dadansoddiad cais cynhwysfawr yn dangos y gall yr Angle torri ac Angle ochr y torwyr PDC effeithio'n uniongyrchol ar fywyd ac effeithlonrwydd drilio'r bit. ac mae angen gwneud y gorau o ddyluniad y darn yn ôl gwahanol ffurfiannau drilio. Bydd dyluniad Angle Torri yn effeithio'n fawr ar yr effeithlonrwydd drilio. neu hyd yn oed dim ffilm o gwbl; Os yw'r Ongl torri yn rhy fach. mae blaengar PDC yn dueddol o dorri a ffenomenau eraill. Felly. dylid ystyried y dyluniad dril yn gynhwysfawr wrth ddewis y cynllun paramedr gan ddewis Angle torri cymedrol ac Angle ochr yn hytrach na dyluniad ar hap.

(2) Yn ogystal â gwneud y gorau o ongl dorri'r darn, mae'n hanfodol hefyd optimeiddio torwyr PDC. Mae ansawdd y torwyr PDC yn dylanwadu'n sylweddol ar ddarnau PDC mwyngloddio, gan ei fod yn pennu'n uniongyrchol eu perfformiad torri a'u hoes. Ffactor hanfodol wrth wella ansawdd PDC yw dileu straen gweddilliol ar y rhyngwyneb bondio rhwng yr haen diemwnt a matrics carbid sment. Mae ymchwil yn dangos bod y straen mwyaf mewn torwyr PDC gyda strwythur rhyngwyneb planar wedi'i grynhoi ger dwy ochr y rhyngwyneb hwn, gyda straen tynnol a chneifio brig yn digwydd ar ymyl yr haen diemwnt. Gall presenoldeb straen tynnol arwain at doriadau annormal mewn PDC, tra bod straen cneifio yn brif achos dadlaminiad mewn torwyr PDC.

(3) Yn ogystal â dileu straen gweddilliol mewn torwyr PDC, gall triniaethau eilaidd wella eu hansawdd ymhellach. Ar hyn o bryd, mae'r dulliau trin wyneb sylfaenol yn cynnwys malu wyneb diemwnt, siamffro ymyl, a pheiriannu siâp. Gellir optimeiddio'r dewis o dorwyr PDC yn seiliedig ar amodau gwaith gwirioneddol.

2.2 Detholiad rhesymol o ddarnau dril

Ar hyn o bryd, mae darnau PDC a ddefnyddir mewn gweithrediadau drilio tyllau i lawr ar draws y rhan fwyaf o ardaloedd mwyngloddio yn cynnwys dyluniad ceugrwm tair adain yn bennaf. Fodd bynnag, mae dewis y darnau hyn yn aml yn gyfyngedig ac mae diffyg dosbarthiad, gan arwain at un dull sy'n addas i bawb nad yw'n mynd i'r afael yn ddigonol â gofynion penodol gwahanol haenau. Mae hyn yn arbennig o broblemus o dan amodau ffurfio cymhleth, lle mae darnau ceugrwm confensiynol yn ei chael hi'n anodd cyflawni perfformiad boddhaol, gan arwain at oes byrrach a llai o effeithlonrwydd drilio. Mae aneffeithlonrwydd o'r fath nid yn unig yn cynyddu costau cynhyrchu ond gallant hefyd darfu ar amserlenni adeiladu a chreu colledion economaidd sylweddol. Felly, mae'n hanfodol dewis darnau drilio priodol wedi'u teilwra i amodau ffurfio amrywiol.

Gellir dosbarthu darnau PDC mwyngloddio yn ddau brif fath yn seiliedig ar ddeunydd y corff didau: math o ddur a math o deiars. Mae cyrff didau math o ddur yn cael eu prosesu'n bennaf trwy ddulliau mecanyddol, gan ddarparu caledwch da sy'n eu gwneud yn addas ar gyfer gweithrediadau drilio ffurfiant confensiynol. Mewn cyferbyniad, mae cyrff bit math teiars yn cael eu sintro gan ddefnyddio prosesau meteleg powdr, gan gynnig ymwrthedd gwisgo uchel sy'n ddelfrydol ar gyfer drilio creigiau caled neu dasgau drilio estynedig. Yn ogystal, gellir dosbarthu darnau dril yn strwythurau amrywiol, gan gynnwys ceugrwm mewnol, cornel arc, gwaelod gwastad, sgrafell, ac eraill fel y dangosir yn Ffigur 7. ① Mae dyluniad strwythur ceugrwm y bit ceugrwm yn gwella effeithiau sythu yn ystod adeiladu confensiynol; ② Mae trefniant dannedd gwasgaredig y bit arc yn arwain at ddwysedd dannedd uwch a gwell effeithlonrwydd drilio wrth weithio gyda strata canolig-caled ac uwch; ③ Mae siâp gwefus y darn gwaelod gwastad bron yn wastad, sy'n miniogi ei ymylon ochr i hwyluso sgiwio - defnyddir y dyluniad hwn yn bennaf ar gyfer cymwysiadau drilio cyfeiriadol; ④ Mae'r darn sgrafell fel arfer yn cynnwys strwythur conigol sy'n darparu mwy o ymosodol ac sy'n cael ei ddefnyddio'n bennaf mewn strata meddal neu strwythurau gwythiennau glo.

Mae'r darnau PDC mwyngloddio cyfredol wedi'u crynhoi a'u trefnu, ynghyd â'r meini prawf dethol ar gyfer darnau PDC o dan amodau gweithio a ffurfio amrywiol, fel y cyflwynir yn Nhabl 1 er gwybodaeth.

3. Defnyddio Rhagofalon Bit PDC Mwyngloddio

Yn ogystal â dewis darnau dril yn ofalus, mae'r un mor hanfodol defnyddio'r offer hyn yn iawn. O ystyried yr amodau adeiladu heriol mewn pyllau glo, mae gweithwyr yn aml yn ei chael hi'n anodd cadw'n gaeth at ganllawiau gweithredu did PDC, gan arwain at achosion aml o fethiant didau oherwydd trin amhriodol. Mewn ymdrech i wella effeithlonrwydd drilio, gall rhai ardaloedd mwyngloddio gynyddu pwysau did yn ddiwahân yn ystod gweithrediadau, gan arwain at fethiant didau cynamserol. Gall defnyddio darnau PDC yn gywir wneud y gorau o'u perfformiad a lleihau costau cynhyrchu. Dylid rhoi sylw i'r ystyriaethau canlynol wrth ddefnyddio darnau PDC:

(1) Rhowch sylw i'r berthynas raddio rhwng bit PDC ac offeryn drilio, gan sicrhau nad yw pibell dril diamedr mawr yn cyfateb â phibell dril diamedr rhy fach, ac nid yw pibell dril diamedr bach yn cyfateb â bit dril diamedr mawr.

(2) Y dull gorau posibl yw defnyddio dril twll arbenigol neu ddarn dril oedrannus ar gyfer adeiladu nyth, tra'n sicrhau bod y broses ddrilio yn osgoi cyffiniau bolltau ochr lôn, ceblau angori, a rhwystrau tebyg.

(3) Wrth gynnal gweithrediadau drilio, mae'n hanfodol rheoleiddio'r pwysau porthiant er mwyn atal damweiniau a achosir gan bwysau gormodol o fewn y twll turio.

(4) Defnyddiwch y dechneg drilio dŵr glân, gan ymatal rhag drilio sych neu ddrilio aer pwysau. Cyn dechrau gweithrediadau drilio pwysau, sicrhewch gylchrediad dŵr priodol o fewn y twll i atal digwyddiadau hylosgi posibl yn ei waelod.

(5) Wrth dynnu'r darn, sicrhewch osgoi clampio neu daro'r torrwr PDC. Yn ogystal, byddwch yn ofalus i beidio â tharo llafn corff y darn.

4. Diweddglo

Mae mwyngloddio gwyrdd diogel ac effeithlon o lo wedi bod yn thema ganolog a hyrwyddir gan y diwydiant glo yn gyson. Mae defnyddio darnau PDC yn effeithiol ar gyfer gweithrediadau drilio tanddaearol mewn pyllau glo yn bwysig iawn. Mae'r papur hwn yn dadansoddi dulliau methiant mwyngloddio darnau PDC, gan egluro'r prif achosion y tu ôl i wahanol ffurfiau methiant. Mae'n cynnig y strategaethau dylunio a dethol gorau posibl ar gyfer darnau o dan wahanol amodau gwaith a ffurfiannau daearegol, wrth grynhoi rhagofalon ar gyfer eu defnyddio, a thrwy hynny ddarparu cyfeiriad ar gyfer dewis a chymhwyso darnau PDC mwyngloddio yn well. Gall dewis doeth a defnydd cywir o ddarnau PDC mwyngloddio wneud y mwyaf o'u heffeithiolrwydd, lleihau gwastraff adnoddau, a gwella diogelwch, effeithlonrwydd ac arferion ecogyfeillgar mewn mwyngloddio glo.