Каты кыя бораулау кодын яраклаштыру: Уенны үзгәртү DTH технологиясе.
Төзелеш өлкәсенең геологик шартлары буенча, бораулау приборлары гадәттә кулланыла торган дүрт төп бораулау ысулы бар, 1 нче рәсемдә күрсәтелгәнчә.
а. Пневматик яки гидротехник әйләнешле башлар тәэсир җиһазлары белән берлектә әйләнү һәм тәэсир итү энергиясен өскә җибәрәләр.бораулау торбасы, бораулау торбасында шок дулкыннары аша бораулауга энергия җибәрү. Бу ысул кечкенә диаметрлар һәм тирән тирәнлекләр белән чикләнә һәм гадәттә карьерларда, төзелеш мәйданнарында һәм җир асты казу эшләрендә кулланыла.
б.Түбән Чокыр (DTH) чүкечләр бораулау сызыгы төбендә урнашкан. Кысылган һава бораулау сызыгы аша DTH-ка керә, борыч битенә турыдан-туры йогынты ясаучы пистонны йөртә, тәэсир энергиясен ташка күчерә. Бу система минималь энергия югалтуына ия һәм тирән тишекләр, туры тишекләр һәм урта каты кыялар өчен аеруча яраклы.
в.Кире әйләнеш (RC) бораулаубораулау битеннән таш үрнәкләрен җыю һәм ташу өчен DTH куллана. Коры һәм пычратылмаган кисүләр DTH үзәк торбасы аша үрнәк җыю җайланмасына китерелә, геологик анализга әзерләнә.
г. Гидротехник яки электр двигательләре белән идарә итүче тизлек тартмасы әйләнүче көч башын формалаштыра, бораулау приборы һәм калын диварлы бораулау торбасы аша туклану системасы аша өч конуслы бораулауга җитәрлек азык көче куллана. Бу ысул йомшак кыялар яки каты кушылган каты кыялар өчен кулланыла.
- DTH принциплары һәм характеристикалары
DTH белән борауланган формированиеләр бөтенләй диярлек бөтен утсыз кыяларны, метаморфик кыяларны, уртача каты яки катырак булган чокырлы ташларны кертергә сәләтле. DTH каты кыя һәм каты катламнарны бораулау өчен аеруча отышлы, чөнки каты кыя ватыкка омтыла. Эффект йөкләре астында ватыклар туры эффект мәйданында гына түгел, ватылган зона да барлыкка китерәләр, нәтиҗәдә зуррак таш кисәкләре. Шулай итеп, бораулау тизлеге саф әйләнү бораулау белән чагыштырганда тизрәк. 2 нче рәсемдәге механик модель тәэсирле әйләнү бораулау вакытында кыя өстендә эшләгән төрле йөкләрне күрсәтә.
Моннан тыш, DTH (Down-the-Hole) бораулау борыңгы тайпылышка мохтаҗ формацияләрдә бик эффектив, мәсәлән, яхшы үсеш алган карават һәм яфраклы катламнар, яки тигез булмаган каты катламнар һәм күп сыныклар. Ул чокырдан тайпылуны сизелерлек киметә ала, шулай ук шагыл катламнары һәм таш түшәкләре аша бораулаудагы кыенлыкларны җиңә ала.
DTH бораулау XIX гасыр ахырында эшләнгән һәм бер гасырдан артык тарихы бар. DTH күнегүләренең күп төрләре булса да, алар уртак үзенчәлекне уртаклашалар: тәэсир итү механизмы да, бораулау бите дә чокырга керәләр, әйләнү белән ташны сындыру өчен. Эффект көчен булдыру өчен кулланылган җиһазларны йөртү ысулы белән пневматик, гидротехник, нефть басымы, электр һәм механик төрләргә бүлеп була.
Эффект энергиясе тапшыру вакытында зур югалту кичерә һәм тәэсир ителгән компонентларга зур зыян китерә ала, шуңа күрә, гадәттә, тирән бораулау эшендә җиһаз бораулау коралы белән тишеккә керергә тиеш, шуңа күрә тәэсир итү көче турыдан-туры бораулау битендә яки үзәк баррельдә эшли ала. Бу тапшыру вакытында энергия югалтуын киметә, энергия нәтиҗәлелеген күтәрә, һәм җиһазларның ватылу ихтималын киметә.
Пневматик DTH, шулай ук һава йөртүче DTH дип тә атала, күп структур төрләрдә һәм классификацияләү ысулларында килә.
- басым рейтингы буенча: югары басымлы, урта басымлы һәм түбән басымлы төрләр.
- Гомуми структурасы буенча: булмаган һәм төрләр аша.
- Клапан эш принцибы буенча: контроль клапан тибы, ирекле клапан тибы һәм гибрид клапан тибы.
- Поршень структурасы буенча: тигез диаметрлы поршень, тигез булмаган диаметрлы поршень, тандем поршень төрләре.
- airава тарату төре буенча: клапанлы DTH һәм клапансыз DTH. Клапанлы DTH тәлинкә клапанына, диск клапанына һәм цилиндрик клапан төрләренә бүленергә мөмкин, ә клапансыз DTH үзәк таяк чыгару төренә, поршень һавасын тарату төренә һәм поршень, цилиндр һәм үзәк таяк белән берләштерелгән һава бүленешенә бүленергә мөмкин.
- Тишекләрне юу һәм шлак чыгару ысулы белән: үзәк тишекне юу, алгы тишекне юу, һәм тишекне юу.
2. Йогынты механизмының структур схемаларын билгеләү
2.1 Поршень үз-үзен газ белән тәэмин итү Клапан булмаган йогынты механизмы
Бу төр тәэсир итү механизмы, беренче чиратта, поршеньдагы газ узышларын газ белән тәэмин итү өчен куллана, нәтиҗәдә күп санлы газ каналлары булган поршень структурасы барлыкка килә, бу поршень көчен һәм гомер озынлыгын киметә. Ләкин, бу тәэсир итү механизмы эчке һәм тышкы цилиндрларны берләштерә, поршеньнең эффектив эш мәйданын арттыра һәм механизмның тәэсир энергиясен көчәйтә.
2.2 Пистон һәм цилиндр комбинацияләнгән газ белән тәэмин итү Клапан булмаган йогынты механизмы
Бу төрдә гади структура бар, аны җитештерү җиңел, пистонның озынлыгы озын, газ тишекләре цилиндрда да, пистонда да урнашкан. Бу структура чит илдә киң кулланыла.
2.3 Centerзәк торба газы белән тәэмин итү Клапан булмаган йогынты механизмы
Бу механизмда өске һәм аскы палаталар өчен һава кабул итү юллары поршень сикергән түгәрәк торбада урнаштырылган. Бу югары җитештерү төгәллеген таләп итә һәм үзәк торба өчен чагыштырмача кыска гомер озынлыгы бар.
2.4 Ян ягына йогынты ясау механизмы
Ян ягулыгы дип аталган, газ чыгару юлы цилиндр тәненнән чыга, бораулау үзәгеннән тишек төбенә түгел. Бу төр йогынты ясау механизмы, гадәттә, цилиндр организмында күп кабул итү һәм чыгару юллары бар, бу начар структур көчкә, озын ару ярыкларының потенциалына, һава басымының сизелерлек югалуына китерә, нәтиҗәдә субоптималь калдыкларны бетерү һәм бораулау өчен суыту эффектлары.
2.5 Centerзәкнең эскиз йогынтысы механизмы
Бу төр йогынты ясау механизмы чүп-чарны һәм газны бораулау үзәгеннән тишек төбенә кадәр куып чыгара. Туры һава агымы калдыкларны чыгару эффективлыгын арттырмыйча, бораулау эффективлыгын һәм суытуны яхшырта, бораулауның гомер озынлыгын озайта. Бу структур тип, эчке цилиндрдагы стресс концентрациясен сизелерлек киметеп, ягулык чыгару механизмнарының эчке цилиндрындагы күп озынлыктагы трюкларны еллык трюк белән алыштыра. Соңгы елларда ул киң кабул ителгән структурага әйләнде.
2.6 Серия поршень йогынтысы механизмы
Поршень сериясенең эффект механизмы, шулай ук ике поршень (баш) эффектор буларак та билгеле, цилиндрны изоляция боҗрасы ярдәмендә ике палатага бүлеп бирә. Бу дизайн ике поршень йөзен дә бер үк диаметр эчендә эшләргә мөмкинлек бирә, нәтиҗәдә зуррак тәэсир көче һәм зуррак тәэсир ешлыгы. Тиешле рәвештә, тишек төбеннән таш порошогын эффектив рәвештә чыгаручы икеләтә чыгару системасы бар. Ләкин аның төп җитешсезлеге - аның катлаулы структурасы һәм эшкәртү өлешләрендә югары төгәллек кирәклеге; мәсәлән, пистонның бәйләнеш компонентлары белән бишкә кадәр кавышу өслеге бар, бу аны куллануны һәм популярлаштыруны чикли. Шуңа күрә, бу дизайн икенче вариантны кабул итә, ул поршень һәм цилиндр кушылган газ белән тәэмин итү белән клапан булмаган тәэсир механизмы. Аның структурасы 3 нче рәсемдә күрсәтелгән.
3. DTH өчен теоретик анализ һәм тиешле исәпләүләр
3.1 Эшләү параметрларын сайлау **
3.1.1 Чүкеч озынлыгы һәм авырлыгы: Беренчел дизайнда озынлыгы 4500 ммнан, авырлыгы 2500 кгдан да кимрәк күрсәтелә.
3.1.2 Чүкеч диаметры: Тиешле чүкеч диаметры бораулау диаметры нигезендә билгеләнә, 540 мм.
3.1.3 Бораулау диаметры: Бу өем тишегенең диаметрын, гадәттә 550 мм белән 600 мм арасында.
3.1.4 Бораулау тирәнлеге: өем дизайны таләпләре буенча, бу гадәттә берничә дистә метрдан йөз метрга кадәр.
3.1.5 Бораулау тизлеге: DTH бораулау гадәттә түбән әйләнү тизлегендә эшли, гадәттә 7-25 р / с арасында.
3.1.6 Әйләнү моменты: Бу дизайн өчен максималь момент 150 кН · м итеп куелган.
3.2 Дизайн параметрларын исәпләү
DTH өчен дизайн параметрлары, аеруча DTH тәэсир җиһазларының эш параметрлары, машина дизайны һәм җитештерелгән җиһазларның эшләвен билгеләү өчен нигез булып хезмәт итә.
3.2.1 Йогынты җиһазлары өчен P басым дизайны
Кытайда 0,49 МПа басымы (якынча 5 × 10 ^ 5 Па) пневматик тәэсир итү җайланмалары өчен дизайн стандарты буларак киң сайлана. Бу дизайн өчен DTH зур бораулау диаметры һәм авыр поршень белән клапан булмаган тәэсир җайланмасы булуын исәпкә алсак, югары һава басымы эшне тагын да көчәйтәчәк. Моннан тыш, югары басымлы һава компрессорлары көннән-көн еш очрый, һәм ISO 5941-1979 халыкара стандарты нигезендә 1,6 MPa конструкция басымы сайлана.
3.2.2
Зур диаметрлы тишекләр бораулау өчен кулланылган DTH өчен, дизайн тәэсире энергиясе сизелерлек үзгәрергә мөмкин. Бу дизайнга тәэсир итү энергиясе түбәндәгечә исәпләнә:
3.2.3 Йогынты ешлыгы
Гадәттә, даими эффект энергиясе астында, тәэсир ешлыгы эффекторның чыгу көченә пропорциональ. Ләкин, цилиндр диаметры тотрыклы булганда, тәэсир ешлыгын арттыру поршень сугуның кимүен таләп итә, бу үз чиратында бер тәэсир көчен киметә. Бердәнбер тәэсир көче билгеле бер бусагадан төшкәч, ешлыкны арттыру канәгатьләнерлек таш китермәячәк. Шулай итеп, тәэсир ешлыгын сайлау тәэсир көче белән чикләнә.
Пневматик DTH өчен 0,5 MPa конструкция басымында эшләү өчен ешлык 16,8 Гцдан артмаска тиеш. DTH 0,5 - 2,5 MPa арасында дизайн басымында эшләгәнгә, тәэсир ешлыгы сизелерлек үзгәрергә мөмкин. Эффектор ешлыгын беренче сайлау түбәндәгечә исәпләнергә мөмкин:
f = 10.4 + 7.6P
(2) монда P - система белән тәэмин итү басымы. Бу дизайн өчен P = 1,6 MPa, димәк:
f = 10,4 + 7,6 × 1,6 = 22,5 Гц.
3.3 Структур параметр дизайны
DTH-ның төп структур параметрларына цилиндр диаметры, поршень сугу һәм поршень үлчәмнәре керә. Ylилиндр диаметрын арттыру тәэсир көчен дә, ешлыгын да арттырырга мөмкин, шуңа күрә диаметр структур зурлык чикләрендә максимальләштерелергә тиеш. Гадәттә, DTH тышкы диаметры белән борыч диаметры арасындагы аерма 15 - 20 ммнан ким булмаска тиеш, һәм DTH тышкы корпусы артык нечкә булырга тиеш түгел. Шуңа күрә, DTH цилиндр диаметрының бораулау диаметрына мөнәсәбәте гадәттә 0,5 дән югары.
3.3.1 ylилиндрның эш диаметры һәм структур инсульт
Dилиндрның эш диаметры түбәндәгечә исәпләнергә мөмкин:
D = K × D (бор) = (0,57 - 0,68) × D (бора) (3)
Бу дизайн өчен D (бор) = 600 мм, шуңа күрә D 360 мм итеп кабул ителә. Структур инсульт S = 500 мм итеп кабул ителә.
3.3.2 Пистон массасы
Пистонның радиаль үлчәмнәре цилиндрның зурлыгы һәм структурасы белән чикләнә, тигез яки төрле диаметрлы пистоннарга мөмкинлек бирә. Сызыклы үлчәмнәр пистонның авырлыгына бәйле, ул шулай ук бораулау битен сукканда булган тизлеккә бәйле. Шуңа күрә, поршеньнең структур үлчәмнәрен билгеләү - DTH дизайнының катлаулы ягы. DTH поршень массасын түбәндәгечә бәяләргә мөмкин:
м = 0.0205Д ^ 2.84 (4)
монда м - кг поршень массасы; D - цилиндрның эш диаметры.
D = 36 уңышны алыштыру: м = 540 кг.
DTH, нигездә, момент тапшыру структурасыннан һәм пневматик тәэсир механизмыннан тора. Момент тапшыру структурасы бораулау таягын һәм DTHны тоташтыра, әйләнү кисү һәм тарту көчен җибәрә; пневматик тәэсир итү механизмы тәэсир ясый, тәэсир бораулау битенә охшаган көч бирә. Конкрет структура детальләре 3 нче рәсемдә күрсәтелгән.
Момент тапшыру структурасы бораулау таягы белән эффекторны тоташтыра. Upperгары кушылма бораулагыч таяк һәм эффектор белән торба җепләре аша тоташкан, беренче чиратта газ тыгызлыгын тәэмин итү, шул ук вакытта момент һәм тарту көче дә. Тикшерү клапаны сазлык белән су белән эффекторга һәм бораулау таягына керергә комачаулый. Газ белән тәэмин итү чыбыклары булган һава кабул итү урыны цилиндрга кысылган һаваны кертү функциясен кертә, цилиндр һәм поршень белән бергә газ белән тәэмин итүне җиңеләйтә, шуның белән берләштерелгән газ белән тәэмин итүгә ирешә. Язгы куркынычсызлык боҗрасы бораулауны алыштырганда пистонның цилиндрдан чыгуына комачаулый.
3.4 DTH бораулау битенә чикләнгән элемент анализы
DTH бораулау бите поршеньдән тәэсир итү көченә һәм саклагыч башыннан торкка тәэсир итә. Пистонга кысылган һава белән бирелгән көч бирелә:
F = P × S (5)
монда P - система басымы; S - м²дагы пистонның көч мәйданы.
Шулай итеп, F = 1,6 × 10 ^ 6 × 0.084 = 134400 Н.
Шуңа күрә, бораулау битенә тәэсир көче:
F '= kF (6)
монда k - тәэсир коэффициенты; F - бораулау битендә Н.дагы кысылган һава белән ясалган көч. Шулай итеп, F '= 20 × 134400 = 2688 kN.
ДТ бораулау битенә саклагыч башы белән кулланылган момент N = 150 kN. Бораулау битенең аскы йөзен төзәткәндә, һәм 320 MPa көче булган QT500-7 материалын кулланып, бораулау битенә F '= 2688 kN һәм N = 150 kN куллану, чикләнгән элемент анализы ясала. Конкрет йөкләү һәм чикләү шартлары һәм челтәр бүленеше 4 һәм 5 нче рәсемнәрдә күрсәтелгән.
Чикләнгән элемент анализы нәтиҗәләре 6-нчы рәсемдә күрсәтелгән, максималь стрессның 144.355 MPa булуын күрсәтә, бу QT500-7 (320 MPa) җитештерү көченнән кимрәк, шулай итеп таләпләргә туры килә.