راز عمر طولانی‌تر مته و حفاری سریع‌تر را باز کنید!

1. انتخاب نوع دندان مناسب برایمته های مخروطی غلتکی

انتخاب نوع دندان مناسب برایمته های مخروطی غلتکینه تنها عمر مفید بیت را افزایش می دهد، بلکه نرخ نفوذ را نیز بهبود می بخشد و هزینه های حفاری را کاهش می دهد. انتخاب نوع دندان در درجه اول به خواص فیزیکی و مکانیکی سنگ از جمله مقاومت فشاری، سختی و مته کاری آن بستگی دارد. علاوه بر این، عواملی مانند قطر گمانه، محتوای آب و عملکرد فنی دکل حفاری نیز باید در نظر گرفته شود:

① برای سازندهای سنگ سخت:

مته های توپی معمولاً مورد استفاده قرار می گیرند. این بیت ها دارای دندانه های کوتاه تر و متراکم تری هستند که می توانند فشار محوری بالاتری را تحمل کنند و آنها را برای حفاری در سازندهای سنگی بسیار سخت و ساینده مناسب می کند.

② برای سازندهای سنگ نرم:

معمولاً از مته‌های گوه‌ای استفاده می‌شود. این تکه‌ها دندانه‌های بلندتر و پراکنده‌تری دارند، که آنها را برای حفاری در سنگ‌های نرم یا پلاستیکی ایده‌آل می‌کند.

انتخاب نادرست بین این دو نوع می تواند منجر به ناکارآمدی شود. استفاده از بیت‌های دندانه‌ای در سنگ نرم ممکن است منجر به عمر بیت طولانی‌تر، اما نرخ نفوذ بسیار پایین شود که منجر به هزینه‌های کلی حفاری می‌شود. برعکس، استفاده از تکه های دندانه گوه در سنگ های بسیار سخت و ساینده می تواند باعث فرسودگی یا شکستن سریع دندانه های آلیاژی شود. بنابراین، انتخاب نوع دندان مناسب به طور قابل توجهی عملکرد و طول عمر بیت را افزایش می دهد.

2. بهینه سازی پارامترهای حفاری

نرخ نفوذ مته تحت تأثیر عوامل بسیاری از جمله خواص فیزیکی و مکانیکی سنگ، فشار محوری اعمال شده به مته، سرعت چرخش ابزار حفاری، گشتاور مته، طراحی دندان، تعداد دندانه‌هایی که با سنگ درگیر می‌شوند و حجم هوای فشرده مورد استفاده برای تمیز کردن گمانه می‌باشد. در این میان، پارامترهای کلیدی تعیین کننده راندمان حفاری عبارتند از: فشار محوری، سرعت چرخش و جریان هوا برای حذف قلمه ها:

① فشار محوری و عمر بیت:

فشار محوری کافی برای شکستن موثر سنگ بسیار مهم است، زیرا باید تنش کافی برای غلبه بر مقاومت فشاری سنگ ایجاد کند. با این حال، یک محدوده بهینه برای فشار محوری وجود دارد. فشار بیش از حد بیش از این محدوده نرخ نفوذ را افزایش نمی دهد و ممکن است باعث سایش زودرس یا آسیب به بلبرینگ های بیت یا دندان های کاربید شود.

② سرعت چرخش:

در یک محدوده معین، نرخ نفوذ با سرعت چرخش افزایش می یابد. با این حال، سرعت بیش از حد می تواند حذف قلمه ها از گمانه را دشوار کند و در نتیجه باعث شکستن سنگ ثانویه و ارتعاشات قوی می شود که عمر بیت را کوتاه می کند. سرعت مطلوب زمان تماس کافی بین دندان ها و سنگ را برای شکستن حجم موثر تضمین می کند. برای سنگ های سخت، سرعت چرخش بالا به دلیل افزایش بارهای ضربه ای که سایش دندان ها و یاتاقان ها را تسریع می کند، محدود شده است. برعکس، در سنگ نرم، یک رویکرد با سرعت بالا و فشار کم معمولا موثرتر است.

③ جریان هوا و حذف قلمه ها:

حجم جریان هوا به طور مستقیم بر عملکرد بیت تاثیر می گذارد. افزایش جریان هوا به طور موثر گمانه را تمیز می کند، شرایط حفاری را بهبود می بخشد، سایش دندان را کاهش می دهد و خنک کننده بهتری برای یاتاقان های بیت فراهم می کند و در نتیجه عمر بیت را افزایش می دهد. با این حال، تمیز کردن گمانه نه تنها به جریان هوا، بلکه به فضای حلقوی بین لوله مته و دیواره گمانه نیز بستگی دارد، که سرعت هوای برگشتی را تعیین می کند. بهینه سازی حذف قلمه ها مستلزم متعادل کردن ظرفیت کمپرسور و به حداقل رساندن مصرف غیر ضروری هوا است.

④ بهبود مهارت های اپراتور:

اپراتورها باید فشار محوری و سرعت چرخش را با توجه به تغییرات خواص سنگ تنظیم کنند تا با شرایط حفاری مطابقت داشته باشد و در نتیجه از سایش ناهموار بیت ها جلوگیری شود. علاوه بر این، آنها باید این دستورالعمل های عملیاتی را دنبال کنند:

- قبل از حفاری از تمیز بودن گمانه و عاری از اشیاء خارجی اطمینان حاصل کنید.

- برای جلوگیری از انحراف که می تواند عمر بیت را کاهش دهد، یک دکل پایدار را حفظ کنید و هنگام راه اندازی گمانه از سرعت متوسطی استفاده کنید.

- فشار محوری کمتری را در ابتدا برای بیت‌های جدید اعمال کنید، قبل از اینکه به سطوح نرمال افزایش دهید، یک دوره در حال اجرا را در نظر بگیرید.

- همیشه جریان هوای کافی را برای حذف قلمه ها در طول کل فرآیند حفاری فراهم کنید، حتی زمانی که بیت را از چاه بیرون می کشید.

- برای گمانه‌های مرطوب یا هنگام استفاده از فرونشاندن گرد و غبار آب و هوا، بیت‌هایی را با نازل‌های مناسب برای افزایش فشار هوای موضعی انتخاب کنید و از یاتاقان‌های بیت محافظت کنید.

- بعد از سوراخ کاری به طور منظم بیت را بازرسی کنید. گرمای ناهموار در مخروط ها ممکن است نشان دهنده مسدود شدن کانال های خنک کننده باشد که باید به سرعت پاک شوند.

- از استفاده از لوله های مته خم شده خودداری کنید، زیرا بارهای ناهموار ایجاد می کنند و باعث سایش موضعی و آسیب به بیت می شوند.

- از خطاهای عملیاتی جلوگیری کنید تا از ریزش قطعات در گمانه یا قرار گرفتن آنها در معرض بارهای ضربه ناگهانی جلوگیری شود.

- اگر حفاری متوقف شده است، مخروط ها را به صورت دستی بچرخانید و زباله ها را خارج کنید تا از از سرگیری صاف عملیات اطمینان حاصل کنید.

- از تثبیت کننده بالای بیت برای حفظ تراز گمانه، کاهش لرزش و بهبود عملکرد بیت استفاده کنید.

تثبیت کننده ها به مرکز بیت کمک می کنند، از انحراف گمانه جلوگیری می کنند، و لرزش را کاهش می دهند، در نتیجه عملکرد نرم تر، کاهش ساییدگی دندان و افزایش عمر بیت و اجزای آن را افزایش می دهند. قطعات با درج های آلیاژی نیز مقاومت در برابر سایش را افزایش می دهند و از سایش زودرس لنت های تثبیت کننده جلوگیری می کنند و به طور قابل توجهی پایداری و دوام کلی را افزایش می دهند.