Ákjósanlegt úrval af PDC bitum fyrir kolanám

Borholugerð er mikið notuð tæknileg aðferð til að stjórna gasi, koma í veg fyrir vatnsskemmdir og jarðfræðilegar rannsóknir í kolanámum, sem gegnir mikilvægu hlutverki við að tryggja öryggi og skilvirkni kolaframleiðslu. Í Kína verða árlega til tugir milljóna metra af holum í kolanámum. Byggingarferlið krefst stuðnings borbúnaðar eins og bora, borröra og bora. Meðal þeirra eru borvélar nauðsynleg verkfæri til að mynda göt beint og brjóta steina.

Pólýkristallað demantur samsett lak (PDC) er mikið notað í námuborum vegna einstakrar slitþols og lofsverðrar höggseigni.PDC bitarsýna langan líftíma borunar og aukin skarpskyggni þegar þær eru notaðar í meðalharðar og lægri bergmyndanir, og skila þar með verulegum efnahagslegum ávinningi í kolanámuborunum. Í samanburði við olíuboranir búa kolaboranir yfir þeim tæknilegu eiginleikum að vera hagkvæmar, tímahagkvæmar og alls ekki þéttar kröfur um PDC. krefjandi.

Núverandi áskoranir sem standa frammi fyrir í námuvinnsluPDC bitarinnihalda: ①Aðgangsþröskuldurinn fyrir námuvinnslu PDC bita er tiltölulega lágur, þar sem fjöldi framleiðenda býður upp á mismunandi gæðastig. ②Notkun og kröfur neðanjarðarborana í kolanámum sýna augljóst misræmi, á meðan flokkun námuvinnslu PDC bita er flókin og fjölbreytt. Ennfremur skortir kerfisbundnar og skynsamlegar forskriftir um val í síðara nýtingarferli.③Með auknu algengi flókinna harðra jarðlaga í kolanámum, standast hefðbundnar PDC-bitar ekki byggingarkröfur fyrir skilvirka borun á staðnum, sem leiðir til hægra framfara eða jafnvel algjörs skorts á myndefni við erfiðar framkvæmdir, við erfiðar framkvæmdir. borunaraðferðir byggingarstarfsmanna geta stundum verið erfiðar.

Til þess að auka skilvirkni námuvinnsluPDC bitar, þessi grein veitir yfirgripsmikla greiningu á helstu bilunaraðferðum og rannsakar undirliggjandi orsakir hvers konar bilunar. Að auki eru lagðar til hagnýtar ráðleggingar um skynsamlegt val og gaumgæfilega nýtingu þessara bita.

1. Greining á formi og orsökum PDC bitabilunar í námuvinnslu

Eins og er, samanstanda íhlutir PDC bita til námuvinnslu fyrst og fremst af bitahlutanum, PDC skerum, málmblöndur og öðrum hlutum eins og sýnt er á mynd 1. PDC skerin og málblöndurnar eru lóðaðar á bitahlutann til að tryggja örugga festingu þeirra. Við reglubundnar borunaraðgerðir sendir borstöngin togi og straumþrýsting í botn holunnar þar sem hún tengist borholunni. Bergskurðarferlið er náð með því að nota PDC skera á borann. Að auki verja málmblöndur gegn of miklu sliti með því að vernda ummálsheilleika bitabolsins. Hins vegar skal tekið fram að ýmsir þættir eins og flóknir kraftar sem beittir eru á skeri á holubotni við bergskurð með PDC bita, breytingar á myndunareiginleikum, val á byggingartækni og búnaði, rekstrarkunnátta starfsfólks sem tekur þátt í byggingarstarfsemi ásamt gæðaeftirlitsráðstöfunum fyrir bitana sjálfa geta haft veruleg áhrif á skilvirkni beitingar sem leiðir til margvíslegra forma bilana fyrir þessa bita. Með rannsókn sem gerð var á kolanámuborunum höfum við tekið saman og greint mismunandi bilunarhætti og helstu orsakir sem tengjastPDC bitar.

1.1 Bilun í PDC skeri á sér stað þegar PDC er hert við háan hita og háan þrýsting. Samsetta blaðið samanstendur af tveimur meginþáttum: demantslagi og karbíðfylki, eins og sýnt er á mynd 2.

Aðalbilunaraðferðir PDC skera eru venjulegt slit, flögnun, hrun blaðs og delamination.

(1) Venjulegt slit

Fyrirbæri venjulegs slits er tegund dæmigerðrar skemmdar sem á sér stað í PDC skeri meðan á bergskurðarferlinu stendur, sem einkennist fyrst og fremst af verulegu stórsæju mala tapi bæði í demantslagi og sementuðu karbíðgrunni skeranna, án þess að sjáanleg ummerki um sprungur á mala yfirborðinu.

(2) Flögufall

Fyrirbæri flísfalls á sér stað þegar PDC sker losnar frá bitahlutanum, sem leiðir til bilunar í bita. Mest áberandi einkenni er algjör aðskilnaður PDC-skera frá bitahlutanum, án álleifa sem finnast í gryfjunni þar sem suðu á milli bitabolsins og PDC-skera fer fram.

Helstu þættir sem stuðla að hnignun kvikmynda sem falla:

① Hækkað hitastig neðst í borholunni leiðir til áskorana í þurrborunarbyggingartækni eða myndun vatnstappa meðan á borunarferlinu stendur, en hindrar jafnframt tímanlega kælingu PDC skera á boranum við háhraða snúningsbergsskurð. Þar af leiðandi er umtalsverð hækkun á hitastigi við holubotninn, sem getur farið yfir mikilvæga hitastig lóðmálms og leitt til bráðnunar lóðmálms og í kjölfarið losna PDC skera.

② Eftirlit með borsuðuferlinu er ekki nægilega strangt. Í suðuferlinu er skortur á réttri hreinsun fyrir suðu, gallaðar suðu eða ófullnægjandi útblástursstjórnun og óeðlilegt hitastig eða ófullnægjandi tími eftir suðu, sem allt getur leitt til þess að bita losnar. Burtséð frá því að krefjast þess að framleiðendur stýri framleiðsluferlinu (sérstaklega PDC skútusuðuferlinu) stranglega til að tryggja heilar og traustar suðu, er einnig nauðsynlegt að skýra framkvæmdarferli borunar með því að velja vatnsboranir þegar mögulegt er og forðast byggingu þurrborunar. Fyrir djúpholaborun ætti að tryggja að vatn komi til baka áður en bætt er við stangaborun. Að auki, í hvert sinn sem borinn er settur í botn holunnar, er nauðsynlegt að athuga hvort það séu einhverjar hindranir til að koma í veg fyrir stíflu.

(3) Blað brot

Brotið á demantslaginu í PDC skeri táknar ríkjandi bilunarmáta fyrirPDC bitar. Einkennandi eiginleiki þessa bilunarhams er staðbundið rof á demantslaginu, með sumum tilfellum sem leiða til samtímis brots samhliða karbíðfylki.

Helstu orsakir PDC bitabrots:

① Skerið sem er valið á grundvelli eðlislægra eiginleika PDC skútunnar sýnir litla höggþol. Samanlagður styrkur wolframkarbíðs (WC) og demants ördufts er ófullnægjandi, sem gerir það viðkvæmt fyrir bilun undir álagi bergbrots;

② Þættir sem tengjast byggingarferlinu benda til þess að byggingarþrýstingur á staðnum sé of hár. Þrýstingurinn sem PDC-skerinn beitir á bitann fer verulega yfir þrýstingsmörk skútunnar, sem leiðir til þess að tígullagið losnar og skurðbrúnin hrynur í kjölfarið.

③ Þættir sem tengjast flóknum myndunum gefa til kynna að við byggingu harðra, brotinna myndana sé höggálagið á PDC skera meiri en höggseigju þeirra, sem getur leitt til þess að skurðbrúnin hrynji.

④ Hönnun bitaskurðarhornsins er ófullnægjandi, þar sem það fylgir ekki meginreglunni um að erfiðari myndun krefjist stærra skurðarhorns. Við byggingu harðra mynda getur minni skurðarhorn valdið of miklum krafti á PDC skútuna, sem að lokum leitt til þess að skurðbrúnin hrynur.

⑤ Aðrir þættir benda til þess að fyrirkomulag stuðningsbolta og akkeristrengja í neðanjarðar akbrautum geri það að verkum að það er mjög næmt fyrir borholuna að hrynja þegar þeir lenda í þessum þáttum. Til að koma í veg fyrir bitabilun er ekki aðeins nauðsynlegt að fylgja nákvæmlega breytum ferlisins sem lýst er í leiðbeiningahandbókinni um borun heldur einnig að hanna og velja borinn út frá myndunaraðstæðum. Nánar tiltekið, þegar borað er í harðar myndanir, er ráðlegt að auka skurðhorn bitans á viðeigandi hátt, draga úr árásargirni þess og auka vernd fyrir bitann. Að auki er mælt með því að velja PDC skeri með meiri höggseigu þegar borað er í gegnum harðar brotnar myndanir eða breytt ytri lögun demantslags skersins til að bæta höggseigleika; til dæmis sýna bogadregnar PDC-skeri almennt betri höggþol en flatar gerðir. Ennfremur ætti að útfæra hæfilegt skipulag á holum meðan á byggingu stendur til að forðast að bora í bolta og akkeristrengi.

(4) Delamination

Delamination vísar til losunar demantarlagsins frá sementuðu karbíðfylki í PDC samsettum blöðum, eins og sýnt er á mynd 3.

Aðalorsök delamination í demantalagi PDC skera er veruleg leifarspenna sem er á milli demantslagsins og sementaða karbíðfylkisins, ásamt verulegum mun á varmaþenslustuðlum þeirra. Við klippingu á bergi verða demantarlagið og sementkarbíðfylki fyrir ósamstilltum samdrætti vegna varmaálags sem myndast af núningshita og kælingu frá þvottavökva. Höggálagið sem af þessu leiðir og leifar álags leiða til þess að demantalagið flagnar af karbíðfylki, sem að lokum leiðir til bilunar á borbita. Til að draga úr aflögun er nauðsynlegt að velja viðeigandi bindiefni og vinnslutækni sem taka á afgangsálagi á milli þessara tveggja íhluta við framleiðslu. Að auki getur það að hanna nýtt viðmótsform fyrir fylkið aukið tengingareiginleika milli demantslagsins og sementaðs karbíðfylkis.

1.2 Bilun í borholi einkennist fyrst og fremst af blaðbrotum í borholinu, eins og sýnt er á mynd 4.

 

Blaðbrot bitabolsins kemur að mestu fram í líkamsbitanum og stálhlutinn kemur sjaldan fyrir. Ástæðurnar fyrir broti á blaði bitabolsins eru sem hér segir: ① Slá á blað bitabolsins þegar bitabolurinn er skrúfaður af vegna þess að kóróna bitabolsins er hert með duftmálmvinnsluferli í einu. samanborið við venjulegan stálhluti. bitahlutinn hefur meiri slitþol. en seigleiki yfirbyggingarefnisins minnkar að sama skapi og auðvelt er að brjóta blað bitabolsins þegar bitahlutinn er skrúfaður af; ② Eftirlit með sintunarferli bita er ekki strangt. og hertu bitahlutinn er meðhöndlaður og málmduftið nær ekki að mynda málmblöndu. Til þess að forðast að blaðið brotni. notandinn hefði betur notað verkfæri eins og tanntöng til að aðstoða fjötrana þegar borinn er skrúfaður af. til að forðast að slá á blaðið; Í öðru lagi. Framleiðendur ættu að hafa strangt eftirlit með gæðum hertu líkamans. ekki aðeins til að hafa strangt eftirlit með sintrunarferlinu. en einnig að fylgjast með málmduftinu af og til til að tryggja að duftið uppfylli vinnslukröfur.

2. Bjartsýni hönnun og sanngjarnt úrval af námuvinnslu PDC bita

2.1 Hagræðingarhönnun borkrona

(1) Fyrir bilunarform bitans er nauðsynlegt að hámarka uppbyggingu þess út frá borhönnuninni. Helstu hönnunarfæribreytur PDC bita eru meðal annars skurðhorn α. hliðarhorn β. azimuth Horn γ. osfrv. γ vísar til hornsins á milli stefnuviðmiðunarlínu PDC tannanna og miðlínu bitans. α vísar til hornsins á milli stefnuviðmiðunarlínu PDC tönnarinnar og vinnuplans skútunnar. eins og sýnt er á mynd 5. β vísar til hornsins á milli plansins í gegnum miðpunktinn og miðlínu bitans og vinnuplans skútunnar. eins og sýnt er á mynd 6. Bráðabirgðarannsóknir og alhliða notkunargreining sýna að skurðhorn og hliðarhorn PDC skera getur haft bein áhrif á endingu og skilvirkni borans. og nauðsynlegt er að hagræða hönnun bitans í samræmi við mismunandi bormyndanir. Skurðhornshönnun mun hafa mikil áhrif á skilvirkni borunar. eða jafnvel ekkert myndefni; Ef skurðarhornið er of lítið. PDC fremstu brúnin er viðkvæm fyrir brotum og öðrum fyrirbærum. Þess vegna. Íhuga ætti borhönnunina ítarlega þegar færibreytukerfið er valið og valið er hóflegt skurðhorn og hliðarhorn frekar en tilviljunarkennda hönnun.

(2) Auk þess að fínstilla skurðarhorn bitans er nauðsynlegt að fínstilla PDC skeri líka. Gæði PDC skera hafa veruleg áhrif á námuvinnslu PDC bita, þar sem það ákvarðar beint skurðafköst þeirra og líftíma. Mikilvægur þáttur í að auka gæði PDC er brotthvarf leifarstreitu við tengiskil milli demantslagsins og sementaðs karbíðfylkis. Rannsóknir benda til þess að hámarksspenna í PDC skerum með plana tengibyggingu sé einbeitt nálægt báðum hliðum þessa viðmóts, með hámarks tog- og skurðspennu á jaðri demantslagsins. Tilvist togspennu getur leitt til óeðlilegra brota í PDC, á meðan klippiálag þjónar sem aðalorsök fyrir aflögun í PDC skerum.

(3) Auk þess að útrýma afgangsálagi í PDC skerum, geta aukameðferðir aukið gæði þeirra enn frekar. Eins og er, eru aðal yfirborðsmeðferðaraðferðirnar meðal annars demantar yfirborðsslípun, brún afhjúpun og mótað vinnsla. Hægt er að fínstilla úrval PDC skera miðað við raunveruleg vinnuskilyrði.

2.2 Sanngjarnt úrval bora

Sem stendur eru PDC bitar sem notaðir eru við holuboranir á flestum námusvæðum aðallega með þriggja vængja íhvolfa hönnun. Hins vegar er valið á þessum bitum oft takmarkað og skortir flokkun, sem leiðir af sér einhliða nálgun sem tekur ekki nægilega vel á sérstökum kröfum mismunandi jarðlaga. Þetta er sérstaklega vandræðalegt við flóknar myndunaraðstæður, þar sem hefðbundnir íhvolfur bitar eiga í erfiðleikum með að skila viðunandi afköstum, sem leiðir til styttri líftíma bita og minni skilvirkni í borun. Slík óhagkvæmni eykur ekki aðeins framleiðslukostnað heldur getur einnig truflað byggingaráætlanir og valdið verulegu efnahagstjóni. Þess vegna er nauðsynlegt að velja viðeigandi bora sem eru sérsniðnar að mismunandi myndunaraðstæðum.

Hægt er að flokka námuvinnslu PDC bita í tvær megingerðir byggðar á efni bitahluta: stálgerð og dekkjagerð. Bitahlutir úr stáli eru fyrst og fremst unnar með vélrænum aðferðum, sem veitir góða hörku sem gerir þá hentuga fyrir hefðbundnar myndaboranir. Aftur á móti eru bitahlutar af dekkjagerð sintraðir með duftmálmvinnsluferlum, sem bjóða upp á mikla slitþol sem er tilvalið fyrir harðbergsboranir eða langvarandi borunarverkefni. Að auki er hægt að flokka bora í ýmis mannvirki, þar á meðal innri íhvolfur, bogahorn, flatan botn, sköfu og aðra eins og sýnt er á mynd 7. ①Hönnun íhvolfa burðarhlutans eykur réttunaráhrif við hefðbundna myndbyggingu; ②Dreifða tannfyrirkomulagið á bogabitanum leiðir til meiri tannþéttleika og bættrar borunar skilvirkni þegar unnið er með meðalhörðum jarðlögum og ofar; ③Varlögun flatbotna bitans er næstum flöt, sem skerpir hliðarbrúnir hans til að auðvelda skekkju – þessi hönnun er aðallega notuð fyrir stefnuboranir; ④Sköfunarbitinn er venjulega með keilulaga uppbyggingu sem veitir meiri árásargirni og er aðallega notaður í mjúkum jarðlögum eða kolsaumsbyggingum.

Núverandi námuvinnslu-PDC-bitar hafa verið teknir saman og skipulagðir, ásamt valviðmiðunum fyrir PDC-bita við ýmsar vinnu- og myndunarskilyrði, eins og fram kemur í töflu 1 til viðmiðunar.

3. Notkun varúðarráðstafana fyrir námuvinnslu PDC bita

Auk þess að velja vandlega bora er það ekki síður mikilvægt að nýta þessi verkfæri rétt. Í ljósi krefjandi byggingaraðstæðna í kolanámum, eiga starfsmenn oft í erfiðleikum með að fylgja nákvæmlega leiðbeiningum um PDC bita, sem leiðir til tíðra tilvika bitabilunar vegna óviðeigandi meðhöndlunar. Í viðleitni til að auka skilvirkni borunar geta sum námusvæði aukið bitaþyngd óspart meðan á rekstri stendur, sem leiðir til ótímabæra bitabilunar. Rétt notkun PDC bita getur hámarkað afköst þeirra og dregið úr framleiðslukostnaði. Gefa skal eftirfarandi í huga þegar PDC bitar eru notaðir:

(1) Gefðu gaum að flokkunarsambandinu milli PDC bita og borverkfæris og tryggðu að borpípa með stórum þvermál passi ekki við borpípu með of litlu þvermáli og borpípa með litlum þvermál passar ekki við bor með stórum þvermál.

(2) Ákjósanlegasta nálgunin er að nota sérhæfðan holubor eða gamaldags bor til að byggja hreiður, á sama tíma og tryggt er að borunarferlið komi í veg fyrir að brautarhliðarboltar, akkeristrengir og svipaðar hindranir séu nálægt.

(3) Þegar borað er fram er nauðsynlegt að stjórna fóðurþrýstingnum til að koma í veg fyrir slys af völdum of mikils þrýstings í borholunni.

(4) Vinsamlegast notaðu hreint vatnsborunartæknina, forðastu þurrboranir eða þrýstiloftsboranir. Áður en þrýstiborun hefst skal tryggja rétta vatnsflæði innan holunnar til að koma í veg fyrir hugsanleg brunatilvik við botn hennar.

(5) Þegar þú fjarlægir bitann, vertu viss um að forðast að klemma eða slá á PDC skerið. Að auki skaltu gæta þess að lemja ekki á líkamsblað bitans.

4. Niðurstaða

Örugg og skilvirk græn náma kola hefur stöðugt verið meginþema kolaiðnaðarins. Mikilvægt er að nýta PDC bita á áhrifaríkan hátt fyrir neðanjarðarboranir í kolanámum. Þessi grein greinir bilunaraðferðir við námuvinnslu PDC bita, útskýrir helstu orsakir á bak við ýmis bilunarform. Það leggur til ákjósanlega hönnun og val aðferðir fyrir bita við mismunandi vinnuaðstæður og jarðmyndanir, á sama tíma og varúðarráðstafanir við notkun þeirra eru teknar saman, og veitir þar með tilvísun fyrir bætt val og beitingu PDC bita til námuvinnslu. Með skynsamlegu vali og réttri nýtingu PDC-bita til námuvinnslu getur það hámarkað skilvirkni þeirra, lágmarkað auðlindasóun og aukið öryggi, skilvirkni og umhverfisvæna vinnubrögð við kolanám.