Şikandina Kodê Sondakirina Zencê Zehf: Teknolojiya DTH-Guherîna Lîstik.
Li gorî şert û mercên jeolojîk ên qada avakirinê, çar awayên sondajê yên sereke hene ku bi gelemperî ji hêla cerdevanan ve têne bikar anîn, wekî ku di Xiflteya 1 de tê xuyang kirin.
yek. Serên zivirî yên pneumatîk an hîdrolîk ên ku bi amûrên bandorê re têne hev kirin enerjiya zivirî û bandorê bi ser jorê ve vediguhêzin.boriyeke sondajê, enerjiyê bi pêlên şokê yên di lûleya lêdanê de enerjiyê radigihîne bit bit. Ev rêbaz bi hûrgelên piçûk û kûrahiyên piçûk ve sînorkirî ye û bi gelemperî di kanan, kargehên avahîsaziyê û karûbarên kanan de tê bikar anîn.
b.Çûçên Down-The-Hole (DTH). li binê stûna darê ne. Hewaya pêçandî di nav xêza sondayê de dikeve nav DTH-ê, bi tevgerek vegerî pistonek dimeşîne ku rasterast bandorê li bit-ê dike, enerjiya bandorê vediguhezîne zinar. Ev pergal xwedan windabûna hêzê ya hindik e û bi taybetî ji bo kunên kûr, kunên rast, û kevirên hişk ên navîn maqûl e.
c.Sondakirina gera berevajî (RC).DTH bikar tîne ji bo berhevkirin û veguheztina nimûneyên keviran ji rûyê tîrêjê. Kevirên hişk û neqelpkirî bi lûleya navendî ya DTH-ê ve di nav amûrek berhevkirina nimûneyê re têne şandin, ji bo analîza jeolojîk amade dike.
d. Gearboxek ku ji hêla motorên hîdrolîk an elektrîkê ve tê rêve kirin serê hêzek zivirî çêdike, bi navgîniya pergalek xwarinê ya ku li ser qulika sondajê û boriyek dravê-dîwarê stûr ber bi jor û jêr ve diçe, hêzek têr a xwarinê li bitka sê-konê dixe. Ev rêbaz ji bo kevirên nermtir an zinarên hişk ên bi hevgirtî tê bikar anîn.
- Prensîb û Taybetmendiyên DTH
Damezrandinên ku bi DTH-ê hatine kolandin hema hema bi tevahî dikarin hemî zinarên êgir, zinarên metamorfîk, û zinarên niştecîh ên ku navîn-hişk an hişktir in tê de bin. DTH bi taybetî ji bo kolandina kevirên hişk û tebeqeyên hişk bi avantaj e ji ber ku kevirê hişk meyldar dibe ku zirav be. Di bin barên bandorê de, şikestin ne tenê li cîhê bandorek rasterast çêdibin, lê di heman demê de herêmek şikestî jî diafirînin, di encamê de perçeyên keviran mezintir dibin. Bi vî rengî, leza sondajê li gorî sondakirina zivirî ya safî bi girîngî zûtir e. Modela mekanîkî ya di Xiflteya 2-ê de barên cihêreng ên ku di dema sondakirina zivirî ya bi bandor de li ser zinar tevdigerin destnîşan dike.
Wekî din, sondajê ya DTH (Down-the-Hole) di avabûnên ku meyla guheztina bîrê ne, wek qatên bi nivîn û pelçiqandina baş-pêşkeftî, an tebeqeyên zinar ên bi serhişkiya neyeksan û gelek şikestinan de pir bi bandor e. Ew dikare bi girîngî veguheztina bîrê kêm bike û di heman demê de zehmetiyên di sondajê de di nav qatên kevir û nivînên keviran de jî derbas bike.
Sondajê ya DTH di dawiya sedsala 19-an de hate pêşve xistin û xwedî dîrokek ji sedsalê ye. Her çend gelek celeb sondajên DTH-ê hene, ew taybetmendiyek hevpar parve dikin: hem mekanîzmaya bandorê û hem jî pişka lêdanê di binê bîrê de ne, bi zivirandinê re bi bandorê re ji bo şikandina zinar tê girêdan. Amûrên ku ji bo hilberîna hêza bandorê têne bikar anîn dikarin ji hêla rêbaza ajotinê ve di nav celebên pneumatîk, hîdrolîk, zexta rûnê, elektrîkê û mekanîkî de bêne categorî kirin.
Ji ber ku enerjiya bandorê di dema veguheztinê de windahiyek girîng dibîne û dikare zirarek girîng bide pêkhateyên bandorkirî, bi gelemperî di operasyonên sondajê yên kûrtir de pêdivî ye ku amûr bi amûra lêdanê bikeve nav bîrê, da ku hêza bandorê ya derketinê rasterast li ser tîrêjê an bermîla bingehîn tevbigere. Ev di dema veguheztinê de windabûna enerjiyê kêm dike, karbidestiya enerjiyê baştir dike, û îhtîmala têkçûna alavên dakêşanê kêm dike.
DTH-ya pneumatîk, ku wekî DTH-ya hewa-rêvekirî jî tê zanîn, di gelek celeb û rêbazên dabeşkirinê de tê.
- Li gorî pîvana zextê: celebên tansiyona bilind, tansiyona navîn, û tansiyona nizm.
- Ji hêla avahiya giştî ve: ne-bi navgîn û bi celeb.
- Li gorî prensîba xebata valê: celebê valveya kontrolê, celebê valahiya belaş, û celebê valva hybrid.
- Ji hêla strukturê pistonê ve: Pîstona pîvana wekhev, pistona pîvana newekhev, û celebên pistonê yên tandem.
- Li gorî celebê belavkirina hewayê: DTH valvekirî û DTH ya bê valve. DTH-ya valvekirî dikare li celebên valva plakaya, valva dîskê, û valveya silindrîk were dabeş kirin, dema ku DTH-ya bê valve dikare li celebê exhaustê ya navendê, celebê belavkirina hewaya pistonê, û belavkirina hewayê ya hevbeş ji hêla piston, silindir, û rodê navendê ve were dabeş kirin.
- Bi awayê şuştina qulikê û şuştina qulikê: şuştina qulika navend, şûştina kuna pêş, û şûştina kuna alî.
2. Tespîtkirina Mekanîzmaya Bandorê Planên Structural
2.1 Piston Self-Gas Supply Non-Valve Mekanîzmaya Bandora
Ev celeb mekanîzmaya bandorê di serî de rêyên gazê yên di pistonê de bixwe ji bo dabînkirina gazê bikar tîne, di encamê de avahiyek pistonê ya tevlihev bi gelek kanalên gazê pêk tê, ku hêza piston û temenê jiyanê kêm dike. Lêbelê, ev mekanîzmaya bandorê silindirên hundur û derveyî yek dike, qada xebata bi bandor a piston zêde dike û enerjiya bandorê ya mekanîzmayê zêde dike.
2.2 Mekanîzmaya Bandora Ne-Valve ya Dabînkirina Gazê ya Pêkûpêk û Silindirê
Ev celeb avahiyek hêsan a ku çêkirina wê hêsan e, xwedan jiyanek pistonek dirêjtir e, û kunên gazê hem li ser silindir û hem jî li ser pistonê ne. Ev avahî bi berfirehî li derve tê bikaranîn.
2.3 Navenda Pipe Gas Supply Non-Valve Mekanîzmaya Bandora
Di vê mekanîzmayê de, rêyên ketina hewayê ji bo jûreyên jorîn û jêrîn li ser lûleya dorhêlî ya ku piston lê diqelişe têne rêz kirin. Ew pêdiviya hilberînê ya bilind hewce dike û ji bo lûleya navendê xwedan jiyanek kurt e.
2.4 Side Exhaust Bandora Mekanîzmaya
Ku jê re tê gotin exhaza kêlekê tê vê wateyê ku rêça gaza eksê ji laşê silindirê derdikeve, ne ku di navenda qulikê de berbi binê çalê re derbas bibe. Vê celebê mekanîzmaya bandorê bi gelemperî li ser laşê silindirê gelek rêyên hilgirtin û derxistinê hene, ku dibe sedema hêza avahîsaziyê ya qels, potansiyela şikestinên westandina dirêj, û windabûna girîng a zexta hewayê, ku di encamê de dibe sedema rakirina bermahiyên nebaş û bandorên sarkirinê yên ji bo tîrêjê.
2.5 Navenda Exhaust Bandora Mekanîzmaya
Ev celeb mekanîzmaya bandorê bermayiyan û gazê rasterast ji navenda qulikê berbi binê qulikê derdixe. Herikîna hewaya rasterast ne tenê karbidestiya rakirina bermayiyan zêde dike, lê di heman demê de karbidestiya sondajê û sarbûnê jî baştir dike, û temenê tîrêjê dirêj dike. Ev celebê strukturel gelek hêlînên dirêjî yên di silindera hundurîn a mekanîzmayên bandora eksofê ya alîgir de bi xêzek palgir diguhezîne, û giraniya stresê ya di silindera hundur de pir kêm dike. Ew di van salên dawî de bûye avahiyek pir pejirandî.
2.6 Series Mekanîzmaya Bandora Piston
Mekanîzmaya bandora pistonê ya rêzê, ku wekî bandorkerek du-piston (serî) jî tê zanîn, bi karanîna zengilek veqetandinê silindirê li du odeyan dabeş dike. Vê sêwiranê dihêle ku her du rûyên pistonê bi hevdemî di hundurê heman tîrêjê de bixebitin, û di encamê de hêza bandorê ya mezintir û frekansa bandora bilindtir dibe. Bi vî rengî, pergalek exhaustê ya dualî heye ku bi bandor toza kevirê ji binê qulikê derdixe. Lêbelê, kêmasiya wê ya sereke strukturên wê yên tevlihev e û hewcedariya pêbaweriya bilind di perçeyên makîneyê de ye; ji bo nimûne, piston xwedan pênc rûberên hevberkirî yên bi pêkhateyên têkildar in, ku serîlêdan û pêşvebirina wê sînordar dike. Ji ber vê yekê, ev sêwiran vebijarka duyemîn qebûl dike, ku mekanîzmaya bandora ne-valve ye bi dabînkirina gazê ya hevgirtî ya piston û silindirê. Struktura wê di jimar 3 de tê nîşandan.
3.Analîz Teorîk û Hesabên Relevant ji bo DTH
3.1 Hilbijartina Parametreyên Xebatê **
3.1.1 Dirêjahî û giraniya çakûç: Sêwirana pêşîn dirêjiyek ji 4500 mm kêmtir û giraniya kêmtir ji 2500 kg diyar dike.
3.1.2 Dirêjiya çakûçê: Dirêjiya çakûçê guncav li ser bingeha pîvana kolandinê, ku li 540 mm hatî danîn, tê destnîşankirin.
3.1.3 Diameter Drilling: Ev bi pîvana qulika pileyê, bi gelemperî di navbera 550 mm û 600 mm de vedibêje.
3.1.4 Kûrahiya sondakirinê: Li gorî hewcedariyên sêwirana pileyê, ev bi gelemperî di navbera çend dehan metre û sed metre de ye.
3.1.5 Leza Drill: Sondajê ya DTH bi gelemperî bi leza zivirînê ya kêm, bi gelemperî di navbera 7 û 25 r/s de dixebite.
3.1.6 Torka zivirî: Ji bo vê sêwiranê torka herî zêde li 150 kN·m hatiye danîn.
3.2 Hesabkirina Parametreyên Design
Parametreyên sêwiranê yên ji bo DTH, nemaze pîvanên performansê yên alavên bandora DTH, ji bo sêwirana makîneyê bingehek xizmet dikin û performansa alavên çêkirî diyar dikin.
3.2.1 Sêwirana Zexta P ji bo Amûrên Bandorê
Li Chinaînê, zextek 0,49 MPa (nêzîkî 5 × 10 ^ 5 Pa) bi berfirehî wekî standarda sêwiranê ji bo alavên bandora pneumatîk tê hilbijartin. Ji ber ku DTH ji bo vê sêwiranê amûrek bandorek ne-valve ye ku bi pîvanek sondajê ya mezin û pistonek giran e, tansiyona hewayê ya bilind dê performansê bêtir zêde bike. Wekî din, kompresorên hewayê yên tansiyona bilind her ku diçe gelemperî dibin, û li gorî standarda navneteweyî ISO 5941-1979, zextek sêwiranê ya 1,6 MPa tê hilbijartin.
3.2.2 Hêza Bandora
Ji bo DTH-ê ku ji bo kolandina kunên bi pîvana mezin tê bikar anîn, enerjiya bandora sêwiranê dikare bi girîngî biguhere. Enerjiya bandorê ji bo vê sêwiranê bi vî rengî tê hesibandin:
3.2.3 Frequency Bandora
Bi gelemperî, di bin enerjiya bandora domdar de, frekansa bandorê bi hêza hilberîna bandorker re têkildar e. Lêbelê, dema ku pîvana silindirê sabît be, zêdekirina frekansa bandorê hewce dike ku kêmkirina lêdana pistonê, ku di encamê de hêza bandora yekane kêm dike. Gava ku hêza bandorê ya yekane dakeve binê bendek diyarkirî, zêdekirina frekansê dê encamên şikestî yên zinar peyda neke. Ji ber vê yekê, hilbijartina frekansa bandorê ji hêla hêza bandorê ve tê sînorkirin.
Ji bo DTH-ya pneumatîk ku di zextek sêwiranê ya 0,5 MPa de dixebite, pêdivî ye ku frekansa 16,8 Hz derbas neke. Ji ber ku DTH di zextên sêwiranê de di navbera 0,5 û 2,5 MPa de dixebite, frekansa bandorê dikare pir cûda bibe. Hilbijartina destpêkê ya frekansa bandorker dikare wekî jêrîn were hesibandin:
f = 10,4 + 7,6P
(2) ku P zexta dabînkirina pergalê ye. Ji bo vê sêwiranê, P = 1.6 MPa, ji ber vê yekê:
f = 10,4 + 7,6 × 1,6 = 22,5 Hz.
3.3 Sêwirana Parametreya Structural
Parametreyên bingehîn ên avahîsaziyê yên DTH di nav de pîvana boriyê ya silindir, lêdana piston, û pîvanên pistonê hene. Zêdekirina pîvana silindirê dikare hem hêza bandorê û hem jî frekansê zêde bike, ji ber vê yekê pîvan divê di nav sînorên mezinahiya avahîsaziyê de were zêdekirin. Bi gelemperî, ferqa di navbera pîvana derveyî ya DTH û pîvana boriyê de divê ji 15 heta 20 mm kêmtir nebe, û qalikê derve yê DTH jî pir zirav nebe. Ji ber vê yekê, rêjeya pîvana silindera DTH-ê bi pîvana sondajê re bi gelemperî ji 0.5-ê jor e.
3.3.1 Demjimêra Xebatê ya Sîlinder û Lêdana Structural
Dirêjahiya xebatê D ya silindirê dikare bi vî rengî were hesibandin:
D = K × D(bore) = (0,57 - 0,68) × D(bore) (3)
Ji bo vê sêwiranê, D(bore) = 600 mm, ji ber vê yekê D wekî 360 mm tê girtin. Lêdana avahîsaziyê S bi ezmûnî wekî S = 500 mm tê girtin.
3.3.2 Piston Mass
Pîvanên radîkal ên pistonê ji hêla mezinahî û strûktûra silindirê ve têne asteng kirin, ku destûrê dide pistonên pîvana wekhev an cûda. Pîvana xêzikî bi giraniya pistonê ve girêdayî ye, ku di heman demê de bi leza ku dema lêdana bitûnê heye ve girêdayî ye. Ji ber vê yekê, destnîşankirina pîvanên strukturel ên pistonê aliyek tevlihev a sêwirana DTH ye. Girseya pistona DTH dikare wiha were texmîn kirin:
m = 0,0205D^2,84 (4)
ku m girseya pistonê di kg de ye; D pîvana xebatê ya silindirê bi cm ye.
Li şûna D = 36 berhem: m = 540 kg.
DTH bi piranî ji avahiyek veguheztina torque û mekanîzmayek bandora pneumatîk pêk tê. Struktura veguheztina torque çîpek şûştinê û DTH girêdide, hêzên birrîn û kişandina zivirî vediguhêze; mekanîzmaya bandora pneumatîk bandorê çêdike, hêza eksê dide bitka lêdanê. Agahiyên strukturên taybetî di jimar 3 de têne xuyang kirin.
Struktura veguheztina torkê çopê şûşê û bandorkerê girêdide. Tevra jorîn bi tîrêjên boriyê bi çîçeka lêdanê û bandorkerê ve girêdide, di serî de ji bo misogerkirina hişkbûna gazê di heman demê de torque û hêza kişandinê jî vediguhezîne. Valveya kontrolê nahêle ku ax û av bikeve nav lêkdankê û çolê kolandinê, ku ji hêla biharê ve tê kontrol kirin. Kursiya ketina hewayê ya bi tîrêjê dabînkirina gazê re fonksiyonê dike da ku hewaya pêçandî têxe nav silindirê, çalakiya dabînkirina gazê bi hev re bi silindir û pistonê re hêsan bike, bi vî rengî peydakirina gazê ya hevbeş bi dest dixe. Zengila ewlehiyê ya biharê rê nade ku piston ji silindirê derbikeve dema ku bitikê diguhezîne.
3.4 Analîza Hêmana Dawî ya DTH Drill Bit
Tîpa tîrêjê ya DTH di bin bandora hêzên pîstonê û torque ji serê ajokerê de ye. Hêza ku ji hêla hewaya pêçandî ve li ser pistonê tê xebitandin ev e:
F = P × S (5)
cihê ku P zexta pergalê li Pa ye; S qada hêza pistonê li m² ye.
Bi vî awayî, F = 1,6 × 10 ^ 6 × 0,084 = 134400 N.
Ji ber vê yekê, hêza bandorê ya li bit drill ev e:
F' = kF (6)
li ku k rêjeya bandorê ye; F ew hêza ku ji hêla hewaya pêçayî ya li N ve li ser bit bit e. Bi vî awayî, F' = 20 × 134400 = 2688 kN.
Tewra ku ji hêla serê ajokerê ve li bit drilka DTH tê sepandin N = 150 kN e. F' = 2688 kN û N = 150 kN li ser bitikê bitikînin dema ku rûyê dawiya jêrîn ê qulikê rast dikin, û bi karanîna materyalê QT500-7 bi hêza hilberîna 320 MPa ve, analîza hêmanên dawî tê kirin. Şert û mercên barkirin û astengkirinê û dabeşkirina mesh di jimarên 4 û 5 de têne xuyang kirin.
Encamên analîza hêmanên bêdawî di Xiflteya 6-ê de têne xuyang kirin, ku destnîşan dike ku stresa herî zêde 144.355 MPa ye, ku ji hêza hilberîna QT500-7 (320 MPa) kêmtir e, bi vî rengî hewcedariyên bicîh tîne.