Cracking the Code of Hard Rock Drilling: The Game-Changing DTH Technology.

ອີງຕາມເງື່ອນໄຂທາງທໍລະນີສາດຂອງພື້ນທີ່ກໍ່ສ້າງ, ມີສີ່ວິທີການເຈາະຕົ້ນຕໍທີ່ຖືກນໍາໃຊ້ໂດຍທົ່ວໄປໂດຍເຄື່ອງເຈາະ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 1.

ກ. ຫົວ rotary ຂັບເຄື່ອນດ້ວຍລົມຫຼືໄຮໂດຼລິກປະສົມປະສານກັບອຸປະກອນຜົນກະທົບສົ່ງພະລັງງານການຫມຸນແລະຜົນກະທົບຜ່ານທາງເທິງຂອງ.ທໍ່ເຈາະ, ສົ່ງພະລັງງານໃຫ້ກັບເຄື່ອງເຈາະຜ່ານຄື້ນຊ໊ອກໃນທໍ່ເຈາະ. ວິທີການນີ້ແມ່ນຈໍາກັດໃນເສັ້ນຜ່າກາງຂະຫນາດນ້ອຍແລະຄວາມເລິກຕື້ນແລະໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວຖືກນໍາໃຊ້ໃນບ່ອນຂຸດຄົ້ນບໍ່ແຮ່, ສະຖານທີ່ກໍ່ສ້າງ, ແລະການດໍາເນີນງານຂຸດຄົ້ນບໍ່ແຮ່ໃຕ້ດິນ.

ຂ.ໄມ້ຄ້ອນ Down-The-Hole (DTH). ຕັ້ງຢູ່ດ້ານລຸ່ມຂອງສາຍເຈາະ. ອາກາດທີ່ຖືກບີບອັດເຂົ້າໄປໃນ DTH ຜ່ານສາຍເຈາະ, ຂັບ piston ໃນການເຄື່ອນໄຫວ reciprocating ທີ່ມີຜົນກະທົບໂດຍກົງກັບເຄື່ອງເຈາະ, ໂອນພະລັງງານຜົນກະທົບກັບຫີນ. ລະບົບນີ້ມີການສູນເສຍພະລັງງານຫນ້ອຍທີ່ສຸດແລະເຫມາະສົມໂດຍສະເພາະສໍາລັບຂຸມເລິກ, ຂຸມຊື່, ແລະກ້ອນຫີນແຂງຂະຫນາດກາງ.

ຄ.ການໄຫຼວຽນຂອງປີ້ນກັບກັນ (RC) ເຈາະໃຊ້ DTH ເພື່ອເກັບກໍາແລະຂົນສົ່ງຕົວຢ່າງຫີນຈາກໃບຫນ້າຂອງເຈາະ. ການຕັດຊໍາທີ່ແຫ້ງແລ້ງແລະບໍ່ປົນເປື້ອນແມ່ນຖືກຖ່າຍທອດຜ່ານທໍ່ກາງຂອງ DTH ເຂົ້າໄປໃນອຸປະກອນການເກັບຕົວຢ່າງ, ການກະກຽມສໍາລັບການວິເຄາະທາງທໍລະນີສາດ.

ງ. ກ່ອງເກຍທີ່ຂັບເຄື່ອນດ້ວຍມໍເຕີໄຮໂດຼລິກ ຫຼື ເຄື່ອງຈັກໄຟຟ້າປະກອບເປັນຫົວພະລັງງານໝູນວຽນ, ນຳໃຊ້ກຳລັງອາຫານທີ່ພຽງພໍກັບຫົວເຈາະ 3 ໂກນຜ່ານລະບົບອາຫານທີ່ເຄື່ອນຍ້າຍຂຶ້ນ ແລະ ລົງເທິງເຄື່ອງເຈາະ ແລະ ທໍ່ເຈາະທີ່ມີຝາໜາ. ວິທີການນີ້ແມ່ນໃຊ້ສໍາລັບໂງ່ນຫີນອ່ອນໆຫຼືຫີນແຂງທີ່ຕິດກັນຢ່າງແຂງແຮງ.

 

1. ຫຼັກການແລະຄຸນລັກສະນະຂອງ DTH

ຫີນທີ່ເຈາະດ້ວຍ DTH ແມ່ນເກືອບທັງໝົດສາມາດລວມເອົາຫີນທີ່ເກີດຈາກການເຜົາຜານ, ໂງ່ນຫີນ metamorphic, ແລະຫີນຕະກອນທີ່ແຂງປານກາງ ຫຼືແຂງກວ່າ. DTH ແມ່ນມີປະໂຫຍດໂດຍສະເພາະສໍາລັບການເຈາະຫີນແຂງແລະຊັ້ນທີ່ແຂງເພາະວ່າຫີນແຂງມີແນວໂນ້ມທີ່ຈະ brinkle. ພາຍໃຕ້ການໂຫຼດຜົນກະທົບ, ກະດູກຫັກບໍ່ພຽງແຕ່ເກີດຂື້ນຢູ່ບ່ອນຜົນກະທົບໂດຍກົງເທົ່ານັ້ນ, ແຕ່ຍັງສ້າງເຂດທີ່ແຕກຫັກ, ເຊິ່ງກໍ່ໃຫ້ເກີດຊິ້ນສ່ວນຫີນຂະຫນາດໃຫຍ່. ດັ່ງນັ້ນ, ຄວາມໄວຂອງການເຈາະແມ່ນໄວຂຶ້ນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍເມື່ອທຽບກັບການເຈາະ rotary ບໍລິສຸດ. ຮູບແບບກົນຈັກໃນຮູບທີ 2 ສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງການໂຫຼດຕ່າງໆທີ່ເຮັດຢູ່ເທິງຫີນໃນລະຫວ່າງການເຈາະ rotary ຜົນກະທົບ.

                                                             

ນອກຈາກນັ້ນ, ການຂຸດເຈາະ DTH (Down-the-Hole) ມີປະສິດທິພາບສູງໃນໂຄງສ້າງທີ່ມີຄວາມສ່ຽງຕໍ່ການ deviation borehole, ເຊັ່ນ: strata ທີ່ມີຜ້າປູທີ່ພັດທະນາດີແລະ foliation, ຫຼືຊັ້ນຫີນທີ່ມີຄວາມແຂງບໍ່ສະເຫມີກັນແລະກະດູກຫັກຫຼາຍ. ມັນສາມາດຫຼຸດຜ່ອນຄວາມແຕກແຍກຂອງຂຸມເຈາະໄດ້ຢ່າງຫຼວງຫຼາຍແລະຍັງເອົາຊະນະຄວາມຫຍຸ້ງຍາກໃນການເຈາະຜ່ານຊັ້ນ gravel ແລະຕຽງ boulder.

 

ການຂຸດເຈາະ DTH ໄດ້ຖືກພັດທະນາໃນທ້າຍສະຕະວັດທີ 19 ແລະມີປະຫວັດສາດຫຼາຍກວ່າຫນຶ່ງສະຕະວັດ. ເຖິງແມ່ນວ່າມີເຄື່ອງເຈາະ DTH ຫຼາຍປະເພດ, ພວກມັນແບ່ງປັນລັກສະນະທົ່ວໄປ: ທັງກົນໄກຜົນກະທົບແລະເຄື່ອງເຈາະແມ່ນຈົມລົງໃນຂຸມ, ດ້ວຍການຫມຸນລວມກັບຜົນກະທົບເພື່ອທໍາລາຍຫີນ. ອຸປະກອນທີ່ໃຊ້ເພື່ອສ້າງຜົນບັງຄັບໃຊ້ສາມາດຖືກຈັດປະເພດໂດຍວິທີການຂັບລົດຂອງເຂົາເຈົ້າເຂົ້າໄປໃນ pneumatic, ໄຮໂດຼລິກ, ຄວາມກົດດັນນ້ໍາມັນ, ໄຟຟ້າ, ແລະປະເພດກົນຈັກ.

 

ເນື່ອງຈາກພະລັງງານຜົນກະທົບປະສົບການສູນເສຍຢ່າງຫຼວງຫຼາຍໃນລະຫວ່າງການສົ່ງແລະສາມາດເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມເສຍຫາຍຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຕໍ່ອົງປະກອບທີ່ຖືກກະທົບ, ມັນຈໍາເປັນຕ້ອງມີໂດຍທົ່ວໄປໃນການດໍາເນີນງານການຂຸດເຈາະເລິກທີ່ອຸປະກອນເຂົ້າໄປໃນຂຸມເຈາະດ້ວຍເຄື່ອງມືເຈາະ, ດັ່ງນັ້ນຜົນບັງຄັບໃຊ້ຜົນກະທົບສາມາດປະຕິບັດໂດຍກົງໃສ່ຫົວເຈາະຫຼືຖັງຫຼັກ. ນີ້ຫຼຸດຜ່ອນການສູນເສຍພະລັງງານໃນລະຫວ່າງການສົ່ງ, ປັບປຸງປະສິດທິພາບພະລັງງານ, ແລະຫຼຸດຜ່ອນຄວາມເປັນໄປໄດ້ຂອງອຸປະກອນ downhole ລົ້ມເຫຼວ.

Pneumatic DTH, ເຊິ່ງເອີ້ນກັນວ່າ DTH ຂັບເຄື່ອນດ້ວຍອາກາດ, ເຂົ້າມາໃນຫຼາຍປະເພດໂຄງສ້າງແລະວິທີການຈັດປະເພດ.

- ໂດຍລະດັບຄວາມກົດດັນ: ປະເພດຄວາມກົດດັນສູງ, ຄວາມກົດດັນປານກາງ, ແລະຄວາມກົດດັນຕ່ໍາ.

- ໂດຍໂຄງສ້າງໂດຍລວມ: ບໍ່ຜ່ານແລະຜ່ານປະເພດ.

- ໂດຍຫຼັກການການດໍາເນີນງານຂອງວາວ: ປະເພດວາວຄວບຄຸມ, ປະເພດວາວຟຣີ, ແລະປະເພດວາວປະສົມ.

- ໂດຍໂຄງສ້າງ piston: piston ເສັ້ນຜ່າກາງເທົ່າທຽມກັນ, piston ເສັ້ນຜ່າກາງບໍ່ເທົ່າທຽມກັນ, ແລະປະເພດ piston tandem.

- ໂດຍປະເພດການກະຈາຍອາກາດ: valved DTH ແລະ valveless DTH. Valved DTH ສາມາດແບ່ງອອກເປັນປ່ຽງແຜ່ນ, ປ່ຽງແຜ່ນ, ແລະປະເພດວາວກະບອກ, ໃນຂະນະທີ່ DTH valveless ສາມາດແບ່ງອອກເປັນປະເພດທໍ່ລະບາຍອາກາດ rod, ປະເພດກະຈາຍອາກາດ piston, ແລະການກະຈາຍອາກາດລວມໂດຍ piston, cylinder, ແລະ rod ສູນ.

- ໂດຍວິທີລ້າງຮູຂຸມຂົນ ແລະ ລ້າງຂີ້ກະເທີ່: ການລ້າງຮູກາງ, ການລ້າງຮູທາງໜ້າ ແລະ ການລ້າງຮູຂ້າງ.

2. ການກໍານົດໂຄງສ້າງກົນໄກຜົນກະທົບ

2.1 Piston ຕົນເອງການສະຫນອງອາຍແກັສທີ່ບໍ່ແມ່ນວາວກົນໄກຜົນກະທົບ

ປະເພດຂອງກົນໄກຜົນກະທົບນີ້ຕົ້ນຕໍແມ່ນໃຊ້ passages ອາຍແກັສໃນ piston ຕົວຂອງມັນເອງສໍາລັບການສະຫນອງອາຍແກັສ, ເຮັດໃຫ້ມີໂຄງສ້າງ piston ສະລັບສັບຊ້ອນທີ່ມີຊ່ອງອາຍແກັສຈໍານວນຫລາຍ, ຫຼຸດຜ່ອນຄວາມເຂັ້ມແຂງ piston ແລະອາຍຸການ. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ກົນໄກຜົນກະທົບນີ້ປະສົມປະສານກັບກະບອກສູບພາຍໃນແລະນອກ, ເພີ່ມພື້ນທີ່ເຮັດວຽກທີ່ມີປະສິດທິພາບຂອງ piston ແລະເພີ່ມພະລັງງານຜົນກະທົບຂອງກົນໄກ.

2.2 ລູກສູບແລະກະບອກສູບປະສົມປະສານການສະຫນອງອາຍແກັສທີ່ບໍ່ແມ່ນວາວ ກົນໄກການກະທົບ

ປະເພດນີ້ມີໂຄງສ້າງທີ່ງ່າຍດາຍທີ່ງ່າຍຕໍ່ການຜະລິດ, ມີຊີວິດຂອງລູກສູບທີ່ຍາວກວ່າ, ແລະຮູອາຍແກັສແມ່ນຕັ້ງຢູ່ທັງກະບອກແລະລູກສູບ. ໂຄງສ້າງນີ້ຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງຢູ່ຕ່າງປະເທດ.

2.3 ກົນ​ໄກ​ການ​ສົ່ງ​ກະ​ທົບ​ອາຍ​ແກ​ັ​ສ​ທໍ່​ສູນ​ກາງ​ບໍ່​ມີ​ວາວ​

ໃນກົນໄກນີ້, ທໍ່ລະບາຍອາກາດສໍາລັບຫ້ອງເທິງແລະຕ່ໍາແມ່ນຖືກຈັດໃສ່ໃນທໍ່ວົງມົນທີ່ລູກສູບເລື່ອນ. ມັນຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີຄວາມແມ່ນຍໍາໃນການຜະລິດສູງແລະມີຊີວິດທີ່ຂ້ອນຂ້າງສັ້ນສໍາລັບທໍ່ສູນກາງ.

2.4 ກົນໄກການສົ່ງຜົນກະທົບຂ້າງຄຽງ

ອັນທີ່ເອີ້ນວ່າໄອເສຍດ້ານຂ້າງຫມາຍຄວາມວ່າເສັ້ນທາງຂອງອາຍແກັສໄອເສຍອອກຈາກຮ່າງກາຍຂອງກະບອກສູບແທນທີ່ຈະຜ່ານສູນກາງຂອງແຜ່ນເຈາະໄປຫາລຸ່ມສຸດຂອງຮູ. ປະເພດຂອງກົນໄກຜົນກະທົບນີ້ໂດຍປົກກະຕິມີຊ່ອງທາງການກິນແລະໄອເສຍຫຼາຍຢູ່ໃນຮ່າງກາຍຂອງກະບອກສູບ, ນໍາໄປສູ່ຄວາມເຂັ້ມແຂງໂຄງສ້າງທີ່ບໍ່ດີ, ທ່າແຮງສໍາລັບການຮອຍແຕກຂອງຄວາມເມື່ອຍລ້າຕາມລວງຍາວ, ແລະການສູນເສຍຄວາມກົດດັນອາກາດຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ, ສົ່ງຜົນໃຫ້ມີການກໍາຈັດສິ່ງເສດເຫຼືອແລະຜົນກະທົບຂອງຄວາມເຢັນສໍາລັບການເຈາະ.

2.5 ກົນໄກການກະທົບຂອງສູນຫາຍ

ປະເພດຂອງກົນໄກຜົນກະທົບນີ້ expels debris ແລະອາຍແກັສໂດຍກົງຈາກສູນກາງຂອງເຈາະກັບລຸ່ມສຸດຂອງຂຸມໄດ້. ການໄຫຼຂອງອາກາດໂດຍກົງບໍ່ພຽງແຕ່ເພີ່ມປະສິດທິພາບການກໍາຈັດສິ່ງເສດເຫຼືອແຕ່ຍັງປັບປຸງປະສິດທິພາບການຂຸດເຈາະແລະຄວາມເຢັນ, ຂະຫຍາຍອາຍຸການເຈາະ. ໂຄງສ້າງປະເພດນີ້ປ່ຽນແທນຮ່ອງຕາມລວງຍາວຈໍານວນຫລາຍຢູ່ໃນກະບອກສູບພາຍໃນຂອງກົນໄກການກະທົບກະເທືອນດ້ານຂ້າງດ້ວຍຮ່ອງເປັນວົງ, ຫຼຸດຜ່ອນຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງຄວາມກົດດັນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍໃນກະບອກສູບພາຍໃນ. ມັນໄດ້ກາຍເປັນໂຄງສ້າງທີ່ຖືກຮັບຮອງເອົາຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນຊຸມປີມໍ່ໆມານີ້.

2.6 ກົນໄກການກະທົບລູກສູບຊຸດ

ກົນໄກຜົນກະທົບຂອງລູກສູບຊຸດ, ເຊິ່ງເອີ້ນກັນວ່າເຄື່ອງກະທົບລູກສູບຄູ່ (ຫົວ), ແບ່ງກະບອກສູບອອກເປັນສອງຫ້ອງໂດຍໃຊ້ວົງແຫວນທີ່ໂດດດ່ຽວ. ການອອກແບບນີ້ອະນຸຍາດໃຫ້ທັງສອງຫນ້າ piston ເຮັດວຽກພ້ອມໆກັນພາຍໃນເສັ້ນຜ່າກາງເຈາະດຽວກັນ, ສົ່ງຜົນໃຫ້ພະລັງງານຜົນກະທົບຫຼາຍກວ່າເກົ່າແລະຄວາມຖີ່ຂອງຜົນກະທົບທີ່ສູງຂຶ້ນ. ທີ່ສອດຄ້ອງກັນ, ມີລະບົບລະບາຍອາກາດສອງເທົ່າທີ່ເອົາຝຸ່ນຫີນອອກຈາກດ້ານລຸ່ມຂອງຂຸມຢ່າງມີປະສິດທິພາບ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ຂໍ້ບົກຜ່ອງຕົ້ນຕໍຂອງມັນແມ່ນໂຄງສ້າງທີ່ສັບສົນແລະຄວາມຕ້ອງການຄວາມແມ່ນຍໍາສູງໃນພາກສ່ວນເຄື່ອງຈັກ; ສໍາລັບການຍົກຕົວຢ່າງ, piston ມີເຖິງຫ້າຫນ້າການຫາຄູ່ທີ່ມີອົງປະກອບທີ່ກ່ຽວຂ້ອງ, ເຊິ່ງຈໍາກັດຄໍາຮ້ອງສະຫມັກແລະການສົ່ງເສີມການຂອງຕົນ. ດັ່ງນັ້ນ, ການອອກແບບນີ້ຮັບຮອງເອົາທາງເລືອກທີສອງ, ເຊິ່ງເປັນກົນໄກຜົນກະທົບທີ່ບໍ່ແມ່ນວາວທີ່ມີ piston ແລະ cylinder ການສະຫນອງອາຍແກັສລວມ. ໂຄງສ້າງຂອງມັນຖືກສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 3.

3.Theoretical Analysis and Relevant Calculations for DTH

3.1 ການເລືອກຕົວກໍານົດການດໍາເນີນການ **

3.1.1 ຄວາມຍາວ ແລະນ້ຳໜັກຄ້ອນ: ການອອກແບບເບື້ອງຕົ້ນກຳນົດຄວາມຍາວໜ້ອຍກວ່າ 4500 ມມ ແລະ ນ້ຳໜັກໜ້ອຍກວ່າ 2500 ກິໂລກຣາມ.

3.1.2 ເສັ້ນຜ່າສູນກາງ Hammer: ເສັ້ນຜ່າກາງ hammer ທີ່ເຫມາະສົມແມ່ນຖືກກໍານົດໂດຍອີງໃສ່ເສັ້ນຜ່າກາງເຈາະ, ກໍານົດຢູ່ທີ່ 540 ມມ.

3.1.3 ເສັ້ນຜ່າສູນກາງເຈາະ: ນີ້ຫມາຍເຖິງເສັ້ນຜ່າກາງຂອງຂຸມ pile, ໂດຍທົ່ວໄປລະຫວ່າງ 550 ມມແລະ 600 ມມ.

3.1.4 ຄວາມເລິກຂອງການຂຸດເຈາະ: ອີງຕາມຄວາມຕ້ອງການຂອງການອອກແບບ pile, ນີ້ແມ່ນປົກກະຕິລະຫວ່າງຫຼາຍສິບແມັດແລະຫນຶ່ງຮ້ອຍແມັດ.

3.1.5 ຄວາມໄວເຈາະ: ການເຈາະ DTH ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວຈະດໍາເນີນການຢູ່ທີ່ຄວາມໄວຫມຸນຕ່ໍາ, ໂດຍປົກກະຕິລະຫວ່າງ 7 ຫາ 25 r/s.

3.1.6 ແຮງບິດໝູນວຽນ: ແຮງບິດສູງສຸດສຳລັບການອອກແບບນີ້ແມ່ນຕັ້ງຢູ່ທີ່ 150 kN·m.

 

3.2 ການຄິດໄລ່ພາລາມິເຕີການອອກແບບ

ຕົວກໍານົດການອອກແບບສໍາລັບ DTH, ໂດຍສະເພາະຕົວກໍານົດການປະຕິບັດຂອງອຸປະກອນຜົນກະທົບ DTH, ເປັນພື້ນຖານສໍາລັບການອອກແບບເຄື່ອງຈັກແລະກໍານົດປະສິດທິພາບຂອງອຸປະກອນທີ່ຜະລິດ.

3.2.1 ການອອກແບບຄວາມກົດດັນ P ສໍາລັບອຸປະກອນຜົນກະທົບ

ໃນປະເທດຈີນ, ຄວາມກົດດັນຂອງ 0.49 MPa (ປະມານ 5 × 10^5 Pa) ໄດ້ຖືກເລືອກຢ່າງກວ້າງຂວາງເປັນມາດຕະຖານການອອກແບບສໍາລັບອຸປະກອນຜົນກະທົບ pneumatic. ເນື່ອງຈາກ DTH ສໍາລັບການອອກແບບນີ້ແມ່ນອຸປະກອນຜົນກະທົບທີ່ບໍ່ແມ່ນວາວທີ່ມີເສັ້ນຜ່າກາງເຈາະຂະຫນາດໃຫຍ່ແລະ piston ຫນັກ, ຄວາມກົດດັນອາກາດທີ່ສູງຂຶ້ນຈະຊ່ວຍເພີ່ມປະສິດທິພາບຕື່ມອີກ. ນອກຈາກນັ້ນ, ເຄື່ອງອັດອາກາດທີ່ມີຄວາມກົດດັນສູງແມ່ນມີຫຼາຍຂື້ນເລື້ອຍໆ, ແລະສອດຄ່ອງກັບມາດຕະຖານສາກົນ ISO 5941-1979, ຄວາມກົດດັນໃນການອອກແບບແມ່ນ 1.6 MPa.

3.2.2 ພະລັງງານຜົນກະທົບ

ສໍາລັບ DTH ທີ່ໃຊ້ໃນການເຈາະຮູທີ່ມີເສັ້ນຜ່າກາງຂະຫນາດໃຫຍ່, ພະລັງງານຜົນກະທົບຂອງການອອກແບບສາມາດມີການປ່ຽນແປງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ. ພະລັງງານຜົນກະທົບສໍາລັບການອອກແບບນີ້ແມ່ນຄິດໄລ່ດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້:

                                                 

3.2.3 ຄວາມຖີ່ຂອງຜົນກະທົບ

ໂດຍທົ່ວໄປ, ພາຍໃຕ້ພະລັງງານຜົນກະທົບຄົງທີ່, ຄວາມຖີ່ຂອງຜົນກະທົບແມ່ນອັດຕາສ່ວນກັບພະລັງງານຜົນຜະລິດຂອງຜົນກະທົບ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ເມື່ອເສັ້ນຜ່າສູນກາງຂອງກະບອກສູບໄດ້ຖືກສ້ອມແຊມ, ການເພີ່ມຄວາມຖີ່ຂອງຜົນກະທົບຈໍາເປັນຕ້ອງມີການຫຼຸດຜ່ອນຄວາມດັນຂອງລູກສູບ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ພະລັງງານຜົນກະທົບດຽວຫຼຸດລົງ. ເມື່ອພະລັງງານຜົນກະທົບດຽວຫຼຸດລົງຕໍ່າກວ່າເກນທີ່ແນ່ນອນ, ການເພີ່ມຄວາມຖີ່ຈະບໍ່ໃຫ້ຜົນໄດ້ຮັບທີ່ຫນ້າພໍໃຈ. ດັ່ງນັ້ນ, ການເລືອກຄວາມຖີ່ຂອງຜົນກະທົບແມ່ນຈໍາກັດໂດຍພະລັງງານຜົນກະທົບ.

ສໍາລັບ Pneumatic DTH ປະຕິບັດງານຢູ່ທີ່ຄວາມກົດດັນຂອງການອອກແບບຂອງ 0.5 MPa, ຄວາມຖີ່ບໍ່ຄວນເກີນ 16.8 Hz. ນັບຕັ້ງແຕ່ DTH ດໍາເນີນການຢູ່ໃນຄວາມກົດດັນໃນການອອກແບບລະຫວ່າງ 0.5 ແລະ 2.5 MPa, ຄວາມຖີ່ຂອງຜົນກະທົບສາມາດແຕກຕ່າງກັນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ. ການຄັດເລືອກເບື້ອງຕົ້ນຂອງຄວາມຖີ່ຂອງ impactor ສາມາດຄິດໄລ່ໄດ້ດັ່ງນີ້:

f = 10.4 + 7.6P

(2) ບ່ອນທີ່ P ເປັນຄວາມກົດດັນການສະຫນອງລະບົບ. ສໍາລັບການອອກແບບນີ້, P = 1.6 MPa, ດັ່ງນັ້ນ:

f = 10.4 + 7.6 × 1.6 = 22.5 Hz.

 

3.3 ການອອກແບບພາລາມິເຕີໂຄງສ້າງ

ຕົວກໍານົດການໂຄງສ້າງຕົ້ນຕໍຂອງ DTH ປະກອບມີເສັ້ນຜ່າກາງເຈາະຂອງກະບອກສູບ, ທໍ່ລູກສູບ, ແລະຂະຫນາດລູກສູບ. ການເພີ່ມເສັ້ນຜ່າສູນກາງຂອງກະບອກສູບສາມາດເສີມຂະຫຍາຍທັງພະລັງງານຜົນກະທົບແລະຄວາມຖີ່, ດັ່ງນັ້ນເສັ້ນຜ່າສູນກາງຄວນໄດ້ຮັບການຂະຫຍາຍສູງສຸດພາຍໃນຂອບເຂດຈໍາກັດຂອງຂະຫນາດໂຄງສ້າງ. ໂດຍປົກກະຕິ, ຄວາມແຕກຕ່າງລະຫວ່າງເສັ້ນຜ່າກາງນອກຂອງ DTH ແລະເສັ້ນຜ່າກາງເຈາະບໍ່ຄວນຫນ້ອຍກວ່າ 15 ຫາ 20 ມມ, ແລະທໍ່ນອກຂອງ DTH ບໍ່ຄວນບາງເກີນໄປ. ດັ່ງນັ້ນ, ອັດຕາສ່ວນຂອງເສັ້ນຜ່າສູນກາງກະບອກ DTH ກັບເສັ້ນຜ່າສູນກາງເຈາະໂດຍທົ່ວໄປແມ່ນສູງກວ່າ 0.5.

3.3.1 ເສັ້ນຜ່າສູນກາງການເຮັດວຽກຂອງກະບອກສູບແລະເສັ້ນເລືອດຕັນໃນໂຄງສ້າງ

ເສັ້ນຜ່າສູນກາງການເຮັດວຽກ D ຂອງກະບອກສູບສາມາດໄດ້ຮັບການຄິດໄລ່ດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້:

D = K × D(bore) = (0.57 - 0.68) × D(bore) (3)

ສໍາລັບການອອກແບບນີ້, D (bore) = 600 ມມ, ດັ່ງນັ້ນ D ຈະຖືກເອົາເປັນ 360 ມມ. ເສັ້ນເລືອດຕັນໃນໂຄງສ້າງ S ແມ່ນຖືກປະຕິບັດເປັນ S = 500 ມມ.

3.3.2 ມວນລູກສູບ

ຂະ​ຫນາດ radial ຂອງ piston ໄດ້​ຖືກ​ຈໍາ​ກັດ​ໂດຍ​ຂະ​ຫນາດ​ແລະ​ໂຄງ​ປະ​ກອບ​ການ​ຂອງ​ກະ​ບອກ​ສູບ​, ອະ​ນຸ​ຍາດ​ໃຫ້​ມີ​ເສັ້ນ​ຜ່າ​ສູນ​ກາງ​ເທົ່າ​ທຽມ​ກັນ​ຫຼື​ແຕກ​ຕ່າງ​ກັນ​. ຂະຫນາດເສັ້ນແມ່ນຂຶ້ນກັບນ້ໍາຫນັກຂອງ piston, ເຊິ່ງຍັງກ່ຽວຂ້ອງກັບຄວາມໄວທີ່ມັນມີໃນເວລາທີ່ຕີເຄື່ອງເຈາະ. ດັ່ງນັ້ນ, ການກໍານົດຂະຫນາດໂຄງສ້າງຂອງ piston ແມ່ນລັກສະນະສະລັບສັບຊ້ອນຂອງການອອກແບບ DTH. ມະຫາຊົນຂອງລູກສູບ DTH ສາມາດຄາດຄະເນໄດ້ດັ່ງນີ້:

m = 0.0205D^2.84 (4)

ບ່ອນທີ່ m ແມ່ນມະຫາຊົນ piston ໃນກິໂລ; D ແມ່ນເສັ້ນຜ່າສູນກາງການເຮັດວຽກຂອງກະບອກສູບໃນ cm.

ທົດແທນ D = 36 ຜົນຜະລິດ: m = 540 kg.

DTH ສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນປະກອບດ້ວຍໂຄງສ້າງການສົ່ງ torque ແລະກົນໄກຜົນກະທົບ pneumatic. ໂຄງສ້າງການສົ່ງ torque ເຊື່ອມຕໍ່ rod ເຈາະແລະ DTH, ສົ່ງ rotational ຕັດແລະກໍາລັງດຶງ; ກົນໄກຜົນກະທົບ pneumatic ສ້າງຜົນກະທົບ, ການສະຫນອງພະລັງງານ axial ກັບເຈາະຜົນກະທົບ. ລາຍລະອຽດໂຄງສ້າງສະເພາະແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 3.

ໂຄງສ້າງການສົ່ງ torque ເຊື່ອມຕໍ່ rod ເຈາະແລະ impactor. ທໍ່ດ້ານເທິງເຊື່ອມຕໍ່ກັບ rod ເຈາະແລະ impactor ຜ່ານກະທູ້ທໍ່, ຕົ້ນຕໍເພື່ອຮັບປະກັນຄວາມແຫນ້ນຂອງອາຍແກັສໃນຂະນະທີ່ຍັງສົ່ງ torque ແລະແຮງດຶງ. ປ່ຽງກວດປ້ອງກັນບໍ່ໃຫ້ຂີ້ຕົມແລະນ້ໍາເຂົ້າໄປໃນຕົວກະທົບແລະ drill, ຄວບຄຸມໂດຍພາກຮຽນ spring. ບ່ອນນັ່ງຮັບອາກາດທີ່ມີ rod ການສະຫນອງອາຍແກັສປະຕິບັດຫນ້າທີ່ຈະແນະນໍາອາກາດບີບອັດເຂົ້າໄປໃນກະບອກສູບ, ອໍານວຍຄວາມສະດວກໃນການປະຕິບັດການສະຫນອງອາຍແກັສຮ່ວມກັນກັບກະບອກສູບແລະລູກສູບ, ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງບັນລຸການສະຫນອງອາຍແກັສລວມ. ວົງແຫວນຄວາມປອດໄພຂອງພາກຮຽນ spring ປ້ອງກັນບໍ່ໃຫ້ລູກສູບເລື່ອນອອກຈາກກະບອກສູບໃນເວລາທີ່ປ່ຽນເຄື່ອງເຈາະ.

3.4 ການວິເຄາະອົງປະກອບ Finite ຂອງ DTH Drill Bit

ເຄື່ອງເຈາະ DTH ຈະຖືກສົ່ງຜົນກະທົບຈາກລູກສູບແລະແຮງບິດຈາກຫົວຂັບ. ຜົນບັງຄັບໃຊ້ຂອງລູກສູບໂດຍອາກາດບີບອັດແມ່ນໃຫ້ໂດຍ:

F = P × S (5)

ບ່ອນທີ່ P ແມ່ນຄວາມກົດດັນຂອງລະບົບໃນ Pa; S ແມ່ນພື້ນທີ່ຜົນບັງຄັບໃຊ້ຂອງລູກສູບໃນ m².

ດັ່ງນັ້ນ, F = 1.6 × 10^6 × 0.084 = 134400 N.

ດັ່ງນັ້ນ, ຜົນກະທົບຂອງເຄື່ອງເຈາະແມ່ນ:

F' = kF (6)

ບ່ອນທີ່ k ເປັນຄ່າສໍາປະສິດຜົນກະທົບ; F ແມ່ນຜົນບັງຄັບໃຊ້ຂອງເຄື່ອງເຈາະໂດຍອາກາດບີບອັດໃນ N. ດັ່ງນັ້ນ, F ' = 20 × 134400 = 2688 kN.

ແຮງບິດທີ່ໃຊ້ກັບຫົວເຈາະ DTH ໂດຍຫົວໄດແມ່ນ N = 150 kN. ການໃຊ້ F' = 2688 kN ແລະ N = 150 kN ກັບເຄື່ອງເຈາະໃນຂະນະທີ່ການແກ້ໄຂດ້ານຕ່ໍາຂອງແຜ່ນເຈາະ, ແລະການນໍາໃຊ້ວັດສະດຸ QT500-7 ທີ່ມີຄວາມເຂັ້ມແຂງຜົນຜະລິດຂອງ 320 MPa, ການວິເຄາະອົງປະກອບ finite ແມ່ນປະຕິບັດ. ເງື່ອນໄຂການໂຫຼດແລະຂໍ້ຈໍາກັດສະເພາະແລະການແບ່ງຕາຫນ່າງແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 4 ແລະ 5.

ຜົນໄດ້ຮັບຂອງການວິເຄາະອົງປະກອບ finite ແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 6, ຊີ້ໃຫ້ເຫັນວ່າຄວາມກົດດັນສູງສຸດແມ່ນ 144.355 MPa, ເຊິ່ງຫນ້ອຍກວ່າຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງຜົນຜະລິດຂອງ QT500-7 (320 MPa), ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງຕອບສະຫນອງຄວາມຕ້ອງການ.