Uteuzi Bora wa Biti za PDC kwa Uchimbaji wa Makaa ya Mawe

Ujenzi wa visima ni njia ya kiufundi inayotumika sana kwa udhibiti wa gesi, kuzuia uharibifu wa maji, na uchunguzi wa kijiolojia katika migodi ya makaa ya mawe, ambayo ina jukumu muhimu katika kuhakikisha usalama na ufanisi wa uzalishaji wa makaa ya mawe. Huko Uchina, makumi ya mamilioni ya mita za mashimo ya kuchimba visima huundwa kila mwaka katika migodi ya makaa ya mawe. Mchakato wa ujenzi unahitaji usaidizi wa vifaa vya kuchimba visima kama vile visima, mabomba ya kuchimba visima, na vipande vya kuchimba visima. Miongoni mwao, kuchimba visima ni zana muhimu za kutengeneza mashimo moja kwa moja na miamba ya kuvunja.

Laha ya mchanganyiko wa almasi ya Poly crystalline (PDC) hutumiwa sana katika uchimbaji wa madini kutokana na upinzani wake wa kipekee wa uchakavu na ushupavu wake wa kustaajabisha.Vipande vya PDChuonyesha maisha marefu ya kuchimba visima na kuongeza ufanisi wa kupenya inapotumika katika miamba migumu ya kati na ya chini, na hivyo kuzaa faida kubwa za kiuchumi katika shughuli za uchimbaji wa migodi ya makaa ya mawe. Ikilinganishwa na uchimbaji wa mafuta, uchimbaji wa kuchimba makaa ya mawe una sifa za kiufundi za kuwa na gharama nafuu, ufanisi wa muda, na mahitaji ya DC ambayo hayajaundwa kupita kiasi. kudai.

Changamoto zilizopo katika uchimbaji madiniVipande vya PDCni pamoja na: ①Kizingiti cha kuingia kwa biti za PDC za uchimbaji ni cha chini, na idadi kubwa ya wazalishaji wanaotoa viwango tofauti vya ubora. ②Matumizi na mahitaji ya uchimbaji chini ya ardhi katika migodi ya makaa ya mawe yanaonyesha tofauti dhahiri, wakati uainishaji wa vipande vya PDC vya uchimbaji ni tata na tofauti. Zaidi ya hayo, kuna ukosefu wa vipimo vya utaratibu na busara vya uteuzi katika mchakato wa utumiaji unaofuata.③Pamoja na kuongezeka kwa tabaka ngumu katika migodi ya makaa ya mawe, sehemu za kawaida za uchimbaji wa madini ya PDC zinashindwa kukidhi mahitaji ya ujenzi kwa ufanisi wa uchimbaji wa visima kwenye tovuti, na kusababisha matukio ya maendeleo polepole au hata kukosekana kabisa kwa masharti ya ujenzi katika utimilifu wa ujenzi.④ kwa taratibu za kuchimba visima na wafanyakazi wa ujenzi wakati mwingine inaweza kuwa vigumu.

Ili kuongeza ufanisi wa uendeshaji wa madiniVipande vya PDC, karatasi hii inatoa uchanganuzi wa kina wa njia za msingi za kutofaulu na huchunguza sababu za msingi za kila aina ya kutofaulu. Zaidi ya hayo, mapendekezo ya vitendo yanapendekezwa kwa ajili ya uteuzi wa busara na matumizi makini ya vipande hivi.

1.Uchambuzi wa Fomu na Sababu za PDC Bit Failure katika Uchimbaji Madini

Hivi sasa, vijenzi vya biti za PDC za uchimbaji hujumuisha sehemu ndogo ya mwili, vikataji vya PDC, aloi za kupima, na sehemu nyinginezo kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 1. Vikataji vya PDC na aloi za kupima hupigwa kwa braze kwenye sehemu ya biti ili kuhakikisha kuunganishwa kwao kwa usalama. Wakati wa shughuli za kuchimba visima mara kwa mara, fimbo ya kuchimba visima hupitisha torque na shinikizo la malisho hadi chini ya shimo ambalo hujishughulisha na sehemu ya kuchimba visima. Mchakato wa kukata miamba unakamilishwa kupitia utumiaji wa vikataji vya PDC kwenye sehemu ya kuchimba visima. Zaidi ya hayo, aloi za kupima hulinda dhidi ya uchakavu wa kupita kiasi kwa kulinda uadilifu wa mzunguko wa biti. Walakini, ikumbukwe kwamba mambo anuwai kama vile nguvu ngumu zinazowekwa kwenye mkataji chini ya shimo wakati wa kukata mwamba na kidogo ya PDC, mabadiliko ya sifa za uundaji, uteuzi wa mbinu na vifaa vya ujenzi, ustadi wa kufanya kazi wa wafanyikazi wanaohusika katika shughuli za ujenzi pamoja na hatua za kudhibiti ubora wa bits zenyewe zinaweza kuathiri kwa kiasi kikubwa ufanisi wa maombi na kusababisha aina tofauti za kutofaulu kwa bits hizi. Kupitia uchunguzi uliofanywa katika maeneo ya uchimbaji wa migodi ya makaa ya mawe, tumefupisha na kuchambua njia tofauti za kushindwa na sababu za msingi zinazohusiana naVipande vya PDC.

1.1 Kushindwa kwa mkataji wa PDC hutokea wakati PDC inapoingizwa kwenye joto la juu na hali ya shinikizo la juu. Laha ya mchanganyiko ina sehemu kuu mbili: safu ya almasi na tumbo la carbide, kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 2.

Njia za msingi za kutofaulu kwa vikataji vya PDC ni pamoja na uvaaji wa kawaida, kuwaka, kuanguka kwa blade, na delamination.

(1) Kuchakaa mara kwa mara

Hali ya uvaaji wa kawaida ni aina ya uharibifu wa kawaida unaotokea kwa wakataji wa PDC wakati wa mchakato wa kukata miamba, ambayo kimsingi ina sifa ya upotezaji mkubwa wa kusaga katika safu ya almasi na tumbo la carbudi iliyotiwa saruji ya wakataji, bila athari yoyote inayoonekana ya kupasuka kwenye uso wa kusaga.

(2) Chip kushuka

Hali ya kushuka kwa chip hutokea wakati wakataji wa PDC wanajitenga na sehemu ya mwili, na kusababisha kushindwa kidogo. Tabia inayojulikana zaidi ni mgawanyo kamili wa wakataji wa PDC kutoka kwa mwili wa biti, bila mabaki ya aloi yaliyopatikana kwenye shimo ambapo kulehemu kati ya mwili wa biti na vikataji vya PDC hufanyika.

Sababu kuu zinazochangia kupungua kwa filamu:

① Halijoto ya juu chini ya kisima husababisha changamoto katika teknolojia ya ujenzi wa kuchimba visima kavu au uundaji wa plagi ya maji wakati wa mchakato wa kuchimba visima, huku pia ikizuia kupoeza kwa wakati kwa wakataji wa PDC kwenye kuchimba visima wakati wa kukata miamba ya mzunguko wa kasi. Kwa hiyo, kuna ongezeko kubwa la joto chini ya shimo, ambalo linaweza kuzidi joto muhimu la solder na kusababisha kuyeyuka kwa solder na kikosi cha baadaye cha wakataji wa PDC.

② Udhibiti wa mchakato wa kulehemu wa kuchimba sio mgumu vya kutosha. Katika utaratibu wa kulehemu, kuna ukosefu wa kusafisha sahihi kabla ya kulehemu, welds mbaya au usimamizi wa kutosha wa gesi ya kutolea nje, na joto la uhifadhi wa joto usio na maana au muda wa kutosha baada ya kulehemu, yote ambayo yanaweza kusababisha kikosi kidogo. Mbali na wazalishaji wanaodai kusimamia madhubuti mchakato wa uzalishaji (hasa mchakato wa kulehemu wa kukata PDC) ili kuhakikisha welds kamili na imara, ni muhimu pia kufafanua utaratibu wa ujenzi wa kuchimba visima kwa kuchagua kuchimba maji wakati wowote iwezekanavyo na kuepuka ujenzi wa kuchimba visima kavu. Kwa kuchimba shimo la kina, inapaswa kuhakikisha kuwa maji yanarudi kabla ya kuongeza kuchimba visima. Zaidi ya hayo, kila wakati kabla ya kuingiza drill chini ya shimo, ni muhimu kuangalia kama kuna vikwazo ili kuzuia kuziba.

(3) Kuvunjika kwa blade

Kuvunjika kwa safu ya almasi katika wakataji wa PDC inawakilisha hali iliyoenea ya kutofaulu kwaVipande vya PDC. Kipengele cha sifa ya hali hii ya kushindwa ni mpasuko uliojanibishwa wa safu ya almasi, na baadhi ya matukio kusababisha kuvunjika kwa wakati mmoja pamoja na tumbo la carbide.

Sababu kuu za kuvunjika kidogo kwa PDC:

① Kikataji kilichochaguliwa kulingana na sifa asili za kikata PDC kinaonyesha upinzani wa athari ya chini. Nguvu ya pamoja ya tungsten carbudi (WC) na poda ndogo ya almasi haitoshi, na kuifanya kukabiliwa na kushindwa chini ya mkazo wa kugawanyika kwa miamba;

② Mambo yanayohusiana na mchakato wa ujenzi yanaonyesha kuwa shinikizo la ujenzi wa tovuti ni kubwa kupita kiasi. Shinikizo linalotolewa na kikata PDC kwenye biti kwa kiasi kikubwa linazidi kikomo cha shinikizo la kikata, na kusababisha kusambaa kwa safu ya almasi na kuanguka kwa makali ya kukata.

③ Mambo yanayohusiana na miundo tata yanaonyesha kuwa wakati wa ujenzi wa miundo ngumu, iliyovunjika, mzigo wa athari kwenye vipunguzi vya PDC unazidi ugumu wao wa athari, ambayo inaweza kusababisha kuanguka kwa makali ya kukata.

④ Muundo wa pembe ya kukata kidogo hautoshi, kwani hauzingatii kanuni kwamba uundaji mgumu zaidi unahitaji pembe kubwa ya kukata. Katika ujenzi wa miundo ngumu, angle ndogo ya kukata inaweza kusababisha nguvu nyingi kwenye mkataji wa PDC, hatimaye kusababisha kuanguka kwa makali ya kukata.

⑤ Mambo mengine yanaonyesha kuwa mpangilio wa boliti na nyaya za kuunga mkono katika njia za chini ya ardhi hufanya iwe rahisi kwa sehemu ya kuchimba visima kuporomoka inapokutana na vipengele hivi. Ili kuzuia kutofaulu kidogo, ni muhimu sio tu kuzingatia kwa uangalifu vigezo vya mchakato vilivyoainishwa katika mwongozo wa maagizo ya kuchimba visima, lakini pia kuunda na kuchagua kuchimba visima kulingana na hali ya uundaji. Hasa, wakati wa kuchimba visima katika fomu ngumu, inashauriwa kuongeza pembe ya kukata kwa ipasavyo, kupunguza ukali wake, na kuimarisha ulinzi kwa bitana. Zaidi ya hayo, kuchagua vikataji vya PDC vilivyo na ushupavu wa hali ya juu kunapendekezwa wakati wa kuchimba visima vilivyovunjika au kurekebisha umbo la nje la safu ya almasi ya mkataji ili kuboresha ushupavu wa athari; kwa mfano, vikataji vya PDC vilivyopinda kwa ujumla vinaonyesha upinzani bora wa athari kuliko aina tambarare. Zaidi ya hayo, mpangilio unaofaa wa mashimo wakati wa ujenzi unapaswa kutekelezwa ili kuepuka kuchimba kwenye bolts na nyaya za nanga.

(4) Upungufu

Delamination inarejelea mtengano wa safu ya almasi kutoka kwa tumbo la kabonide iliyotiwa simenti katika laha za mchanganyiko wa PDC, kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 3.

Sababu ya msingi ya utengano katika safu ya almasi ya vikataji vya PDC ni mkazo mkubwa wa mabaki uliopo kati ya safu ya almasi na tumbo la carbudi iliyotiwa saruji, pamoja na tofauti kubwa katika coefficients yao ya upanuzi wa joto. Wakati wa ukataji wa miamba, safu ya almasi na tumbo la kabonidi iliyoimarishwa hupata mnyweo usiolingana kutokana na mikazo ya joto inayotokana na msuguano wa joto na ubaridi kutokana na viowevu vya kuosha. Athari inayotokana na mzigo na mkazo wa mabaki husababisha kuchubua kwa safu ya almasi kutoka kwa tumbo la CARBIDE, hatimaye kusababisha kutofaulu kwa biti ya kuchimba visima. Ili kupunguza utengano, ni muhimu kuchagua nyenzo zinazofaa za kuunganisha na teknolojia za usindikaji ambazo hushughulikia mkazo wa mabaki kati ya vipengele hivi viwili wakati wa utengenezaji. Zaidi ya hayo, kubuni umbo jipya la kiolesura cha matriki kunaweza kuimarisha sifa za kuunganisha kati ya safu ya almasi na tumbo la kabonidi iliyoimarishwa.

1.2 Kushindwa kwa kuchimba visima kunaonyeshwa na kuvunjika kwa blade kwenye mwili wa kuchimba visima, kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 4.

 

Kuvunjika kwa blade ya mwili mara nyingi hutokea kwenye biti ya mwili na kipande cha chuma hutokea mara chache. Sababu za kuvunjika kwa blade ya mwili wa biti ni kama ifuatavyo: ① Kupiga blade ya biti wakati wa kufungua sehemu ya mwili kwa sababu taji ya mwili huchomwa na mchakato wa madini ya poda kwa wakati mmoja. ikilinganishwa na biti ya kawaida ya chuma. biti ya mwili ina upinzani wa juu wa kuvaa. lakini ugumu wa nyenzo za mwili hupunguzwa sawasawa na ni rahisi kuvunja blade ya mwili kidogo wakati wa kufuta mwili kidogo; ② Udhibiti wa mchakato wa uchezaji kidogo sio mkali. na sintered bit mwili ni entrainment na poda ya chuma inashindwa kuunda aloi.Ili kuepuka kuvunja blade. mtumiaji alikuwa na zana bora za kutumia kama vile koleo la meno kusaidia pingu wakati wa kufungua kuchimba. ili kuepuka kugonga blade; Pili. wazalishaji wanapaswa kudhibiti madhubuti ubora wa mwili wa sintered. si tu kudhibiti madhubuti mchakato wa sintering. lakini pia kufuatilia poda ya chuma mara kwa mara ili kuhakikisha kuwa unga huo unakidhi mahitaji ya mchakato.

2. Muundo Ulioboreshwa na Uteuzi Unaofaa wa Kidogo cha Madini cha PDC

2.1 Muundo wa uboreshaji wa sehemu ya kuchimba visima

(1) Kwa fomu ya kushindwa kwa biti, ni muhimu kuboresha muundo wake kutoka kwa muundo wa kuchimba visima. Vigezo kuu vya muundo wa bit ya PDC ni pamoja na kukata Angle α. Pembe ya upande β. Azimuth Pembe γ. nk. γ inarejelea Pembe kati ya mstari wa marejeleo wa mwelekeo wa meno ya PDC na mstari wa katikati wa biti. α inarejelea Pembe kati ya mstari wa marejeleo wa mwelekeo wa jino la PDC na ndege inayofanya kazi ya kikata. kama inavyoonyeshwa katika Mchoro 5. β inarejelea Pembe kati ya ndege kupitia sehemu ya katikati na mstari wa katikati wa biti na ndege inayofanya kazi ya kikata. kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 6. Utafiti wa awali na uchambuzi wa kina wa matumizi unaonyesha kuwa Pembe ya kukata na Pembe ya kando ya wakataji wa PDC inaweza kuathiri moja kwa moja maisha na ufanisi wa uchimbaji wa biti. na inahitajika kuboresha muundo wa bit kulingana na muundo tofauti wa kuchimba visima. Kukata Angle kubuni kutaathiri sana ufanisi wa kuchimba visima. au hata hakuna picha kabisa; Ikiwa Angle ya kukata ni ndogo sana. makali ya PDC yana uwezekano wa kuvunjika na matukio mengine. Kwa hiyo. muundo wa kuchimba visima unapaswa kuzingatiwa kwa undani wakati wa kuchagua mpango wa parameta kuchagua Angle ya kukata wastani na Pembe ya upande badala ya muundo wa nasibu.

(2) Pamoja na kuboresha pembe ya kukata ya biti, ni muhimu pia kuboresha vikataji vya PDC. Ubora wa wakataji wa PDC huathiri kwa kiasi kikubwa bits za PDC za uchimbaji, kwani huamua moja kwa moja utendakazi wao wa kukata na maisha. Jambo muhimu katika kuimarisha ubora wa PDC ni uondoaji wa dhiki iliyobaki kwenye kiolesura cha kuunganisha kati ya safu ya almasi na tumbo la kabonidi iliyoimarishwa. Utafiti unaonyesha kuwa mkazo wa juu zaidi katika vikataji vya PDC vilivyo na muundo wa kiolesura cha sayari hujilimbikizia karibu na pande zote za kiolesura hiki, huku mikazo ya kilele na mikazo ya ukata ikitokea kwenye ukingo wa safu ya almasi. Uwepo wa mfadhaiko wa mkazo unaweza kusababisha mivunjiko isiyo ya kawaida katika PDC, wakati mkazo wa kukata manyoya hutumika kama sababu kuu ya delamination katika wakataji wa PDC.

(3) Mbali na kuondoa msongo wa mabaki katika vikataji vya PDC, matibabu ya upili yanaweza kuimarisha ubora wao zaidi. Hivi sasa, mbinu za msingi za matibabu ya uso ni pamoja na kusaga uso wa almasi, upambaji wa kingo, na utengenezaji wa umbo. Uteuzi wa wakataji wa PDC unaweza kuboreshwa kulingana na hali halisi ya kazi.

2.2 Uchaguzi unaofaa wa vipande vya kuchimba visima

Kwa sasa, biti za PDC zinazotumiwa katika shughuli za uchimbaji wa mashimo ya chini katika maeneo mengi ya uchimbaji huangazia muundo wa mapango yenye mabawa matatu. Hata hivyo, uteuzi wa biti hizi mara nyingi huwa na kikomo na hauna uainishaji, na hivyo kusababisha mkabala wa ukubwa mmoja ambao haushughulikii vya kutosha mahitaji mahususi ya matabaka tofauti. Hili ni tatizo hasa chini ya hali changamano za uundaji, ambapo vipande vya kawaida vya concave vinatatizika kutoa utendakazi wa kuridhisha, na hivyo kusababisha maisha mafupi ya biti na kupunguza ufanisi wa kuchimba visima. Uzembe huo sio tu unaongeza gharama za uzalishaji lakini pia unaweza kuvuruga ratiba za ujenzi na kusababisha hasara kubwa ya kiuchumi. Kwa hivyo, ni muhimu kuchagua vijiti vya kuchimba visima vinavyolingana na hali tofauti za malezi.

Biti za PDC za uchimbaji zinaweza kugawanywa katika aina mbili kuu kulingana na nyenzo za mwili: aina ya chuma na aina ya tairi. Miili ya biti ya aina ya chuma kimsingi huchakatwa kupitia njia za mitambo, ikitoa ushupavu mzuri unaowafanya wanafaa kwa shughuli za kawaida za kuchimba visima. Kinyume chake, miili ya aina ya tairi hutiwa maji kwa kutumia michakato ya madini ya unga, ambayo hutoa upinzani wa juu wa uchakavu bora kwa uchimbaji wa miamba migumu au kazi za kuchimba visima. Zaidi ya hayo, vijiti vya kuchimba visima vinaweza kuainishwa katika miundo mbalimbali, ikiwa ni pamoja na kizimba cha ndani, kona ya arc, chini bapa, mpapuro, na nyinginezo kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 7. ①Muundo wa muundo wa kibeti cha concave huongeza athari za kunyoosha wakati wa ujenzi wa uundaji wa kawaida; ②Mpangilio wa jino uliotawanywa wa biti ya arc husababisha msongamano mkubwa wa meno na kuboresha ufanisi wa kuchimba visima wakati wa kufanya kazi na tabaka ngumu za wastani na zaidi; ③Umbo la mdomo wa biti bapa chini ni karibu tambarare, ambalo hunoa kingo zake za pembeni ili kurahisisha kupotosha—ubunifu huu hutumiwa hasa kwa utumizi wa kuchimba visima; ④Biti ya mpapuro kwa kawaida huwa na muundo wa koni ambao hutoa uchokozi zaidi na hutumika zaidi katika tabaka laini au miundo ya mshono wa makaa ya mawe.

Biti za PDC za sasa za uchimbaji zimefupishwa na kupangwa, pamoja na vigezo vya uteuzi wa biti za PDC chini ya hali mbalimbali za ufanyaji kazi na uundaji, kama ilivyowasilishwa katika Jedwali 1 kwa marejeleo.

3. Matumizi ya Madini ya PDC Bit Tahadhari

Mbali na kuchagua kwa uangalifu sehemu za kuchimba visima, ni muhimu pia kutumia zana hizi kwa usahihi. Kwa kuzingatia changamoto za hali ya ujenzi katika migodi ya makaa ya mawe, wafanyakazi mara nyingi wanatatizika kufuata kikamilifu miongozo ya uendeshaji kidogo ya PDC, na kusababisha matukio ya mara kwa mara ya kushindwa kidogo kutokana na utunzaji usiofaa. Katika jitihada za kuongeza ufanisi wa uchimbaji, baadhi ya maeneo ya uchimbaji huenda yakaongeza uzito kiholela wakati wa operesheni, na hivyo kusababisha kushindwa kwa biti mapema. Kutumia biti za PDC kwa usahihi kunaweza kuboresha utendakazi wao na kupunguza gharama za uzalishaji. Uangalifu unapaswa kulipwa kwa mazingatio yafuatayo wakati wa kutumia bits za PDC:

(1) Zingatia uhusiano wa kupanga kati ya biti ya PDC na chombo cha kuchimba visima, hakikisha kwamba bomba la kuchimba kipenyo kikubwa halilingani na bomba la kuchimba kipenyo kidogo sana, na bomba la kuchimba kipenyo kidogo halilingani na kipenyo kikubwa cha kuchimba visima.

(2) Mbinu mwafaka ni kutumia shimo maalum la kuchimba visima au sehemu ya kuchimba visima vilivyozeeka kwa ajili ya ujenzi wa kiota, huku ukihakikisha kwamba mchakato wa uchimbaji unaepuka ujirani wa boliti za upande wa njia, nyaya za nanga, na vizuizi sawa na hivyo.

(3) Wakati wa kufanya shughuli za kuchimba visima, ni muhimu kudhibiti shinikizo la malisho ili kuzuia ajali zinazosababishwa na shinikizo nyingi ndani ya kisima.

(4) Tafadhali tumia mbinu ya kuchimba visima vya maji safi, ukiepuka kuchimba visima kavu au kuchimba visima kwa shinikizo. Kabla ya kuanza shughuli za kuchimba visima kwa shinikizo, hakikisha mzunguko mzuri wa maji ndani ya shimo ili kuzuia matukio ya mwako kwenye msingi wake.

(5) Unapoondoa biti, hakikisha unaepuka kubana au kugonga kikata PDC. Zaidi ya hayo, kuwa mwangalifu usipige blade ya mwili wa kidogo.

4. Hitimisho

Uchimbaji wa kijani kibichi wa makaa ya mawe ulio salama na bora umekuwa mada kuu inayotetewa na tasnia ya makaa ya mawe. Kutumia vyema bits za PDC kwa shughuli za uchimbaji chini ya ardhi katika migodi ya makaa ya mawe kuna umuhimu mkubwa. Karatasi hii inachambua njia za kutofaulu kwa bits za PDC za uchimbaji, kufafanua sababu za msingi nyuma ya aina anuwai za kutofaulu. Inapendekeza mikakati bora ya kubuni na uteuzi wa biti chini ya hali tofauti za kazi na muundo wa kijiolojia, huku ikitoa muhtasari wa tahadhari za matumizi yao, na hivyo kutoa marejeleo ya uboreshaji wa uteuzi na utumiaji wa biti za PDC za uchimbaji. Uteuzi wa busara na utumiaji sahihi wa vipande vya PDC vya uchimbaji vinaweza kuongeza ufanisi wao, kupunguza upotevu wa rasilimali, na kuimarisha usalama, ufanisi, na mazoea rafiki kwa mazingira katika uchimbaji wa makaa ya mawe.