Gaty gaýa buraw koduny döwmek: Oýun üýtgedýän DTH tehnologiýasy.
Gurluşyk meýdanynyň geologiki şertlerine görä, 1-nji suratda görkezilişi ýaly buraw desgalary tarapyndan köplenç ulanylýan dört esasy buraw usuly bar.
a. Pnewmatik ýa-da gidrawliki hereketlendiriji aýlaw kelleleri täsir enjamlary bilen birleşip, aýlaw we täsir energiýasyny ýokarsyndan geçirýärburaw turbasy, buraw turbasyndaky zarba tolkunlary arkaly buraw bitine energiýa bermek. Bu usul ownuk diametrler we çuňluklar bilen çäklenýär we köplenç karýerlerde, gurluşyk meýdançalarynda we ýerasty magdan işlerinde ulanylýar.
b.Aşak-deşik (DTH) çekiçler buraw setiriniň düýbünde ýerleşýär. Gysylan howa buraw siminiň üsti bilen DTH-e girýär we buraw bitine gönüden-göni täsir edýän, täsir energiýasyny gaýa geçirip, garşylykly hereketde porşini sürýär. Bu ulgam iň az güýji ýitirýär we çuňňur deşikler, göni deşikler we orta gaty gaýalar üçin aýratyn amatlydyr.
c.Ters aýlanyş (RC) burawburaw matasynyň ýüzünden gaýa nusgalaryny ýygnamak we daşamak üçin DTH ulanýar. Gury we hapalanmadyk kesikler, DTH-iň merkezi turbasynyň üsti bilen geologiki seljermä taýýarlyk görüp, nusga ýygnamak enjamyna iberilýär.
d. Gidrawlik ýa-da elektrik hereketlendirijileri bilen dolandyrylýan dişli guty, buraw desgasynyň üstünde we galyň diwarly buraw turbasynda ýokary we aşak hereket edýän iýmit ulgamy arkaly üç konusly buraw matasyna ýeterlik iýmit güýjüni ulanyp, aýlanýan güýç kellesini emele getirýär. Bu usul has ýumşak gaýalar ýa-da berk birleşdirilen gaty gaýalar üçin ulanylýar.
- DTH-iň ýörelgeleri we aýratynlyklary
DTH bilen burawlanan formasiýalar, ortaça gaty ýa-da has kyn çökündi gaýalary, metamorf gaýalary we çökündi gaýalary öz içine almaga doly ukyplydyr. DTH gaty gaýany we gaty gatlaklary burawlamak üçin has amatly, sebäbi gaty gaýalar döwülýär. Täsir ýükleriniň aşagynda döwükler diňe göni täsir edýän ýerinde ýüze çykman, eýsem döwülen zonany hem döredýär, netijede has uly daş bölekleri bolýar. Şeýlelik bilen, buraw tizligi arassa öwrümli buraw bilen deňeşdirilende ep-esli çalt bolýar. 2-nji suratda mehaniki model, öwrümli buraw wagtynda gaýanyň üstünde hereket edýän dürli ýükleri görkezýär.
Mundan başga-da, DTH (Down-the-Hole) burawlamak, gowy ösen düşek we ýaprakly gatlaklar ýa-da deňsiz gatylygy we köp döwükleri bolan gatlak gatlaklary ýaly çukur gyşarmalaryna sezewar bolan formasiýalarda ýokary täsir edýär. Çukurlaryň gyşarmagyny ep-esli azaldyp biler, şeýle hem çygly gatlaklardan we gaýa ýataklaryndan burawlamakdaky kynçylyklary ýeňip biler.
DTH burawlamak XIX asyryň ahyrynda işlenip düzüldi we bir asyrdan gowrak taryhy bar. DTH türgenleşikleriniň köp görnüşi bar bolsa-da, umumy bir aýratynlygy paýlaşýarlar: täsir mehanizmi hem, buraw bölegi hem çukura çümýär, aýlanmak bilen gaýany döwmek bilen utgaşýar. Täsir güýjüni döretmek üçin ulanylýan enjamlar, hereketlendiriş usuly bilen pnewmatik, gidrawlik, nebit basyşy, elektrik we mehaniki görnüşlere bölünip bilner.
Täsir energiýasy geçiriş wagtynda ep-esli ýitgini başdan geçirýär we täsir eden komponentlere ep-esli zyýan ýetirip bilýändigi sebäpli, has çuňňur buraw işlerinde enjamyň buraw guraly bilen buraw çukuryna girmegi talap edilýär, şonuň üçin çykyş täsir güýji buraw bitinde ýa-da esasy barrele göni täsir edip biler. Geçiriş wagtynda energiýa ýitgisini azaldýar, energiýa netijeliligini ýokarlandyrýar we aşaky enjamlaryň näsazlyk ähtimallygyny peseldýär.
Pnewmatik DTH, howa bilen dolandyrylýan DTH diýlip hem atlandyrylýar, köp gurluş görnüşlerinde we klassifikasiýa usullarynda bolýar.
- Basyş derejesi boýunça: ýokary basyşly, orta basyşly we pes basyşly görnüşler.
- Umumy gurluşy boýunça: görnüşleri däl we görnüşleri boýunça.
- Klapan işleýiş ýörelgesi boýunça: dolandyryş klapan görnüşi, erkin klapan görnüşi we gibrid klapan görnüşi.
- Porşon gurluşy boýunça: deň diametrli porşen, deň bolmadyk diametrli porşen we tandem porşen görnüşleri.
- Howanyň paýlanyş görnüşi boýunça: klapan DTH we bahasy ýok DTH. Klapan DTH plastinka klapan, disk klapan we silindr görnüşli klapan görnüşlerine bölünip bilner, klapansyz DTH merkezi çybyk gaz çykaryş görnüşine, porşon howa paýlanyş görnüşine we porşen, silindr we merkezi çybyk bilen birleşdirilen howa paýlanyşyna bölünip bilner.
- Deşik ýuwmak we şlak çykarmak usuly bilen: merkezi deşik ýuwmak, öň deşik ýuwmak we gapdal deşik ýuwmak.
2. Täsir mehanizminiň gurluş shemalaryny kesgitlemek
2.1 Porşon öz-özi gaz bilen üpjün etmek, klapan däl täsir mehanizmi
Täsiriň bu görnüşi, esasan, porşonyň içindäki gaz geçelgelerini gaz bilen üpjün etmek üçin ulanýar, netijede porşeniň güýjüni we ömrüni azaldýan köp sanly gaz kanallary bolan çylşyrymly porşen gurluşy bolýar. Şeýle-de bolsa, bu täsir mehanizmi içki we daşarky silindrleri birleşdirýär, porşanyň täsirli iş meýdanyny ýokarlandyrýar we mehanizmiň täsir energiýasyny güýçlendirýär.
2.2 Porşon we silindr kombinirlenen gaz üpjünçiligi, klapan däl täsir mehanizmi
Bu görnüşde öndürmek aňsat, porşonyň ömri has uzyn we gaz deşikleri silindrde we porşonda ýerleşýär. Bu gurluş daşary ýurtlarda giňden ulanylýar.
2.3 Merkez turba gaz üpjünçiligi, klapan däl täsir mehanizmi
Bu mehanizmde, ýokarky we aşaky otaglar üçin howa kabul ediş geçelgeleri porşanyň süýşýän tegelek turbasynda ýerleşdirilýär. Manufacturingokary önümçilik takyklygyny talap edýär we merkezi turba üçin has gysga ömri bar.
2.4 Gapdal tükeniksiz täsir mehanizmi
Gapdal egzoz diýilýän zat, çykýan gaz ýolunyň buraw merkeziniň üstünden deşikiň aşagyna geçmän, silindr korpusyndan çykýandygyny aňladýar. Täsir mehanizminiň bu görnüşi, adatça silindr korpusynda köp kabul ediş we işleýiş ýollaryna eýe bolup, gurluş güýjüniň pesligine, uzynlykdaky ýadawlyk ähtimallygyna we howa basyşynyň ep-esli ýitmegine getirýär, netijede suboptimal galyndylaryň aýrylmagyna we buraw bitiniň sowadyş täsirine sebäp bolýar.
2.5 Merkeziň tükeniksiz täsir mehanizmi
Täsir mehanizminiň bu görnüşi, galyndylary we gazy buraw merkeziniň merkezinden göni deşikiň aşagyna çykarýar. Göni howa akymy galyndylary aýyrmagyň netijeliligini ýokarlandyrmak bilen çäklenmän, buraw işiniň netijeliligini we sowadyşyny ýokarlandyrýar, burawyň ömrüni uzaldýar. Bu gurluş görnüşi, gapdal gaz çykaryjy täsir mehanizmleriniň içki silindrindäki köp sanly uzyn çukurlary ýyllyk trubka bilen çalşyp, içki silindrdäki stres konsentrasiýasyny ep-esli azaldar. Soňky ýyllarda giňden kabul edilen gurluşa öwrüldi.
2.6 Pistonly täsir mehanizmi
Iki pistonly (kelleli) täsir ediji diýlip hem atlandyrylýan pistonly täsir mehanizmi, silindri izolýasiýa halkasy bilen iki otaga bölýär. Bu dizaýn, porşen ýüzleriniň ikisine-de birmeňzeş diametrde bir wagtda işlemäge mümkinçilik berýär, netijede has uly täsir güýji we has ýokary täsir ýygylygy bolýar. Degişlilikde deşigiň düýbünden gaýa poroşoklaryny netijeli aýyrýan goşa işleýiş ulgamy bar. Şeýle-de bolsa, onuň esasy kemçiligi çylşyrymly gurluşy we işleýiş böleklerinde ýokary takyklygyň zerurlygydyr; meselem, porşeniň ulanylmagy we mahabatyny çäklendirýän baglanyşykly komponentler bilen bäş jübüt jübüt ýüzleri bar. Şonuň üçin bu dizaýn, porşen we silindr bilen birleşdirilen gaz üpjünçiligi bilen klapan däl täsir mehanizmi bolan ikinji warianty kabul edýär. Gurluşy 3-nji suratda görkezilýär.
3. DTH üçin teoretiki derňew we degişli hasaplamalar
3.1 Işleýiş parametrlerini saýlamak **
3.1.1 Hammeriň uzynlygy we agramy: Deslapky dizaýnda uzynlygy 4500 mm-den az we agramy 2500 kg-dan az.
3.1.2 Hammeriň diametri: Degişli çekiçiň diametri 540 mm-de kesgitlenen buraw diametri esasynda kesgitlenýär.
3.1.3 Buraw diametri: Bu, köplenç 550 mm bilen 600 mm aralygyndaky üýşmäniň diametrine degişlidir.
3.1.4 Buraw çuňlugy: Üýşmek dizaýnynyň talaplaryna görä, bu adatça birnäçe metrden ýüz metre çenli bolýar.
3.1.5 Buraw tizligi: DTH burawlamak, adatça 7-25 r / s aralygynda pes aýlaw tizliginde işleýär.
3.1.6 Aýlanma momenti: Bu dizaýn üçin iň ýokary tork 150 kN · m bellendi.
3.2 Dizaýn parametrlerini hasaplamak
DTH üçin dizaýn parametrleri, esasanam DTH täsir enjamlarynyň öndürijilik parametrleri, maşyn dizaýny we öndürilen enjamlaryň işleýşini kesgitlemek üçin esas bolup hyzmat edýär.
3.2.1 Täsir enjamlary üçin dizaýn basyşy P.
Hytaýda pnewmatiki täsir enjamlarynyň dizaýn standarty hökmünde 0,49 MPa (takmynan 5 × 10 ^ 5 Pa) basyş giňden saýlanýar. Bu dizaýn üçin DTH-iň uly buraw diametri we agyr porşenli klapan däl täsir ediji enjamdygyny göz öňünde tutup, ýokary howa basyşy öndürijiligi hasam güýçlendirer. Mundan başga-da, ýokary basyşly howa kompressorlary barha köpelýär we halkara ISO 5941-1979 standartyna laýyklykda 1,6 MPa dizaýn basyşy saýlanýar.
3.2.2 Täsir güýji
Uly diametrli deşikleri burawlamak üçin ulanylýan DTH üçin dizaýn täsir energiýasy ep-esli üýtgäp biler. Bu dizaýn üçin täsir energiýasy aşakdaky ýaly hasaplanýar:
3.2.3 Täsir ýygylygy
Adatça, hemişelik täsir energiýasy astynda täsir ýygylygy täsir edijiniň çykyş güýjüne proporsionaldyr. Şeýle-de bolsa, silindriň diametri kesgitlenende, täsir ýygylygyny ýokarlandyrmak porşen urgusynyň azalmagyny talap edýär, bu bolsa öz gezeginde ýekeje täsir güýjüni peseldýär. Impacteke-täk täsir güýji belli bir çäkden düşensoň, ýygylygy köpeltmek kanagatlanarly netije bermez. Şeýlelik bilen, täsir ýygylygynyň saýlanylmagy täsir güýji bilen çäklendirilýär.
0,5 MPa dizaýn basyşynda işleýän pnewmatik DTH üçin ýygylyk 16,8 Hz-den geçmeli däldir. DTH 0,5 bilen 2,5 MPa aralygyndaky dizaýn basyşlarynda işleýänligi sebäpli, täsir ýygylygy ep-esli üýtgäp biler. Täsir edijiniň ýygylygynyň başlangyç saýlawyny aşakdaky ýaly hasaplap bolar:
f = 10.4 + 7.6P
(2) bu ýerde P ulgam üpjünçiliginiň basyşy. Bu dizaýn üçin P = 1.6 MPa, şonuň üçin:
f = 10.4 + 7,6 × 1,6 = 22.5 Hz.
3.3 Gurluş parametrleriniň dizaýny
DTH-iň esasy gurluş parametrleri silindrli diametri, porşen urmagy we porşen ölçeglerini öz içine alýar. Silindriň diametriniň ýokarlanmagy täsir güýjüni we ýygylygyny ýokarlandyryp biler, şonuň üçin diametri gurluş ululygynyň çäginde ulaltmalydyr. Adatça, DTH-iň daşky diametri bilen buraw diametriniň arasyndaky tapawut 15-den 20 mm-den az bolmaly däldir we DTH-iň daşky örtügi gaty inçe bolmaly däldir. Şonuň üçin DTH silindr diametriniň buraw diametri bilen gatnaşygy adatça 0,5-den ýokary.
3.3.1 Silindriň işleýiş diametri we gurluş urmagy
Silindriň işleýän diametri D aşakdaky ýaly hasaplanyp bilner:
D = K × D (buraw) = (0.57 - 0.68) × D (buraw) (3)
Bu dizaýn üçin D (buraw) = 600 mm, şonuň üçin D 360 mm hökmünde kabul edilýär. Düzümli zarba S empirik taýdan S = 500 mm hökmünde kabul edilýär.
3.3.2 Piston massasy
Porşanyň radial ölçegleri silindriň ululygy we gurluşy bilen çäklendirilip, deň ýa-da dürli diametrli pistonlara mümkinçilik berýär. Çyzykly ölçegler porşanyň agramyna baglydyr, bu hem buraw nokadyna urlanda tizligine baglydyr. Şonuň üçin porşanyň gurluş ölçeglerini kesgitlemek DTH dizaýnynyň çylşyrymly tarapy. DTH porşiniň massasyny aşakdaky ýaly bahalandyryp bolar:
m = 0.0205D ^ 2.84 (4)
bu ýerde m piston massasy kg; D silindriň işleýän diametri.
D = 36 hasyl çalyşmak: m = 540 kg.
DTH esasan tork geçiriji gurluşdan we pnewmatiki täsir mehanizminden durýar. Tork geçiriş gurluşy buraw çybygyny we DTH-ni birleşdirýär, aýlaw kesiji we çekiji güýçleri geçirýär; pnewmatiki täsir mehanizmi täsir buraw matasyna eksenel güýç berip, täsir döredýär. Gurluşyň aýratyn jikme-jiklikleri 3-nji suratda görkezilýär.
Tork geçiriş gurluşy buraw çybygyny we täsir edijini birleşdirýär. Upperokarky bogun, buraw çybyklary we täsir ediji bilen turba sapaklary arkaly birleşýär, ilkinji nobatda gazyň berkligini üpjün etmek bilen bir hatarda tork we çekiji güýji hem berýär. Barlag klapany palçyk we suwuň çeşme tarapyndan dolandyrylýan täsir ediji we buraw taýagyna girmeginiň öňüni alýar. Gaz üpjünçiligi taýagy bilen howa kabul ediji oturgyç, silindrde gysylan howany girizmek, silindr we porşen bilen bilelikde gaz üpjünçiligini ýeňilleşdirmek we şeýlelik bilen birleşdirilen gaz üpjünçiligini gazanmak üçin işleýär. Baharyň howpsuzlyk halkasy, buraw burawyny çalşanda porşiniň silindrden çykmagynyň öňüni alýar.
3.4 DTH buraw bitiniň ahyrky element seljermesi
DTH buraw bölegi porşandan täsir güýçlerine we sürüjiniň kellesinden tork täsir edýär. Pistona gysylan howa bilen berlen güýç:
F = P × S (5)
bu ýerde P ulgamdaky basyş; S - porşeniň güýç meýdany.
Şeýlelikde, F = 1,6 × 10 ^ 6 × 0.084 = 134400 N.
Şonuň üçin buraw bitine täsir güýji:
F '= kF (6)
bu ýerde k täsir koeffisiýenti; F buraw bitinde N.-de gysylan howa bilen berlen güýç. Şeýlelik bilen, F '= 20 × 134400 = 2688 kN.
Sürüjiniň kellesi bilen DTH buraw matasyna ulanylýan tork N = 150 kN. Buraw bitiniň aşaky ýüzüni düzedip, buraw bitine F '= 2688 kN we N = 150 kN ulanyp, hasyl güýji 320 MPa bolan QT500-7 materialyny ulanyp, çäkli element derňewi geçirilýär. Specificörite ýüklemek we çäklendirme şertleri we tor bölünişi 4-nji we 5-nji suratlarda görkezilýär.
Çäklendirilen element seljermesiniň netijeleri, iň ýokary stresiň 144.355 MPa bolandygyny görkezýär, bu bolsa QT500-7 (320 MPa) hasyllylygyndan az, şeýlelik bilen talaplara laýyk gelýär.