Ko'mir qazib olish uchun PDC bitlarini optimal tanlash

Quduqlarni qurish ko'mir konlarida gazni nazorat qilish, suvning shikastlanishining oldini olish va geologik qidiruv ishlarida keng qo'llaniladigan texnik usul bo'lib, ko'mir qazib olish xavfsizligi va samaradorligini ta'minlashda hal qiluvchi rol o'ynaydi. Xitoyda har yili ko'mir konlarida o'n millionlab metr burg'ulash teshiklari yaratiladi. Qurilish jarayoni matkaplar, burg'ulash quvurlari va matkap uchlari kabi burg'ulash uskunalarini qo'llab-quvvatlashni talab qiladi. Ularning orasida matkaplar to'g'ridan-to'g'ri teshiklarni hosil qilish va toshlarni sindirish uchun muhim vositadir.

Poly kristalli olmosli kompozit qatlam (PDC) o'zining ajoyib aşınma qarshiligi va maqtovga loyiq zarba mustahkamligi tufayli tog'-kon matkap uchlarida keng qo'llaniladi.PDC bitlariOʻrtacha qattiqlikdagi va pastroq jinsli qatlamlarda qoʻllanilganda burgʻulashning uzoq umr koʻrish muddati va yuqori penetratsion samaradorlikni namoyish etadi, bu esa koʻmir konlarini burgʻulash operatsiyalarida katta iqtisodiy foyda keltiradi.Neft burgʻulash bilan solishtirganda, koʻmir qazib olish burgʻulash texnik xususiyatlarga ega boʻlib, tejamkorlik, vaqt talablari asosida ishlab chiqilgan. PDC bitlari juda talabchan emas.

Konchilikda duch keladigan dolzarb muammolarPDC bitlariquyidagilarni o'z ichiga oladi: ①PDC bitlarini qazib olish uchun kirish chegarasi nisbatan past bo'lib, ko'plab ishlab chiqaruvchilar turli darajadagi sifatni taklif qiladilar. ②Ko'mir konlarida er osti burg'ilashning qo'llanilishi va talablari aniq nomutanosiblikni ko'rsatadi, shu bilan birga tog'-kon PDC bitlarining tasnifi murakkab va xilma-xildir. Bundan tashqari, keyingi foydalanish jarayonida tizimli va oqilona tanlov spetsifikatsiyalari mavjud emas.③Ko'mir konlarida murakkab qattiq qatlamlarning ko'payishi bilan an'anaviy tog'-kon PDC bitlari joylarda samarali burg'ulash uchun qurilish talablariga javob bera olmaydi, buning natijasida ko'mirni qurish sekinlashishi yoki hatto ④ ob'ektiv sharoitlarning to'liq etishmasligi kabi holatlar yuzaga keladi. qurilish xodimlari tomonidan burg'ulash tartib-qoidalariga qat'iy rioya qilish ba'zan qiyin bo'lishi mumkin.

Kon qazib olishning operatsion samaradorligini oshirish maqsadidaPDC bitlari, ushbu maqola asosiy nosozlik usullarini har tomonlama tahlil qiladi va buzilishning har bir shakli uchun asosiy sabablarni o'rganadi. Bundan tashqari, ushbu bitlarni oqilona tanlash va ehtiyotkorlik bilan ishlatish bo'yicha amaliy tavsiyalar taklif etiladi.

1.Konchilikda PDC bit ishlamay qolishining shakli va sabablarini tahlil qilish

Hozirgi vaqtda qazib olish PDC bitlarining komponentlari, birinchi navbatda, 1-rasmda ko'rsatilganidek, bit korpusi, PDC kesgichlar, o'lchov qotishmalari va boshqa qismlardan iborat. Muntazam burg'ulash operatsiyalari paytida burg'ulash novdasi burg'ulash momentini va besleme bosimini matkap uchi bilan bog'langan teshikning pastki qismiga o'tkazadi. Tog' jinslarini kesish jarayoni matkap uchida PDC kesgichlardan foydalanish orqali amalga oshiriladi. Bundan tashqari, o'lchagich qotishmalari bit tanasining aylana yaxlitligini himoya qilish orqali ortiqcha aşınmadan himoya qiladi. Shu bilan birga, shuni ta'kidlash kerakki, PDC biti bilan tosh kesish paytida teshik tubida kesuvchiga ta'sir qiluvchi murakkab kuchlar, shakllanish xususiyatlarining o'zgarishi, qurilish texnikasi va jihozlarini tanlash, qurilish ishlarida ishtirok etayotgan xodimlarning ishlash malakasi, shuningdek, bitlarning o'zi sifatini nazorat qilish choralari qo'llash samaradorligiga sezilarli ta'sir ko'rsatishi mumkin. Ko'mir konida burg'ulash maydonchalarida o'tkazilgan tekshiruv orqali biz turli xil nosozlik usullarini va asosiy sabablarni umumlashtirdik va tahlil qildik.PDC bitlari.

1.1 PDC to'sarning ishlamay qolishi PDC yuqori harorat va yuqori bosim sharoitida sinterlanganda sodir bo'ladi. Kompozit varaq ikkita asosiy komponentdan iborat: 2-rasmda ko'rsatilganidek, olmos qatlami va karbid matritsasi.

PDC to'sarlarining asosiy ishdan chiqish usullariga oddiy eskirish, parchalanish, pichoqning qulashi va delaminatsiya kiradi.

(1) Muntazam eskirish va eskirish

Oddiy eskirish hodisasi, tosh kesish jarayonida PDC kesgichlarda yuzaga keladigan tipik shikastlanish turi bo'lib, birinchi navbatda, silliqlash yuzasida hech qanday aniq yorilish izlarisiz, olmos qatlamida ham, kesuvchilarning sementlangan karbid matritsasida ham sezilarli makroskopik silliqlash yo'qotilishi bilan tavsiflanadi.

(2) Chip tushishi

Chip tushishi hodisasi PDC to'sarlari bit tanasidan ajralib chiqqanda sodir bo'ladi, natijada bit ishlamay qoladi. Eng ko'zga ko'ringan xarakteristikasi PDC to'sarlarining bit korpusidan to'liq ajratilishi bo'lib, bit korpusi va PDC kesgichlar o'rtasida payvandlash amalga oshiriladigan chuqurda qotishma qoldiqlari topilmaydi.

Filmning pasayishiga olib keladigan asosiy omillar:

① Quduq tubidagi ko'tarilgan harorat quruq burg'ulash qurilishi texnologiyasida yoki burg'ulash jarayonida suv tiqinlari hosil bo'lishida qiyinchiliklarga olib keladi, shu bilan birga yuqori tezlikda aylanadigan jinslarni kesish paytida burg'ulashda PDC kesgichlarni o'z vaqtida sovutishga to'sqinlik qiladi. Natijada, teshikning pastki qismida haroratning sezilarli darajada ko'tarilishi kuzatiladi, bu lehimning kritik haroratidan oshib ketishi va lehimning erishi va keyinchalik PDC to'sarlarining ajralishiga olib kelishi mumkin.

② Matkap payvandlash jarayonini nazorat qilish yetarli darajada qattiq emas. Payvandlash jarayonida payvandlashdan oldin to'g'ri tozalashning etishmasligi, noto'g'ri payvandlash yoki chiqindi gazni noto'g'ri boshqarish va asossiz issiqlikni saqlash harorati yoki payvandlashdan keyin etarli vaqt yo'qligi, bularning barchasi bitning ajralishiga olib kelishi mumkin. To'liq va mustahkam choklarni ta'minlash uchun ishlab chiqaruvchilardan ishlab chiqarish jarayonini (ayniqsa, PDC to'sar payvandlash jarayoni) qat'iy tartibga solishni talab qilishdan tashqari, iloji boricha suv burg'ilashni tanlash va quruq burg'ulash konstruktsiyasidan qochish orqali burg'ulash qurilishi tartibini aniqlashtirish kerak. Chuqur teshiklarni burg'ulash uchun novda burg'ulashni qo'shishdan oldin suvning qaytib kelishini ta'minlash kerak. Bundan tashqari, har safar matkapni teshikning pastki qismiga kiritishdan oldin, blokirovkaning oldini olish uchun biron bir to'siq bor yoki yo'qligini tekshirish kerak.

(3) Pichoqning sinishi

PDC to'sarlarida olmos qatlamining sinishi keng tarqalgan nosozlik usulini ifodalaydiPDC bitlari. Ushbu nosozlik rejimining o'ziga xos xususiyati olmos qatlamining mahalliy yorilishi bo'lib, ba'zi hollarda karbid matritsasi bilan bir vaqtda sinishiga olib keladi.

PDC bit sinishining asosiy sabablari:

① PDC to'sarning o'ziga xos xususiyatlaridan kelib chiqqan holda tanlangan to'sar past zarba qarshiligini namoyish etadi. Volfram karbidining (WC) va olmos mikro-changining qo'shma kuchi etarli emas, bu tosh parchalanish stressi ostida buzilishga moyil bo'ladi;

② Qurilish jarayoni bilan bog'liq omillar qurilish joyidagi bosim haddan tashqari yuqori ekanligini ko'rsatadi. PDC to'sar tomonidan bitga ta'sir qiladigan bosim to'sarning bosim chegarasidan sezilarli darajada oshib ketadi, bu olmos qatlamining parchalanishiga va keyinchalik chiqib ketish tomonining qulashiga olib keladi.

③ Murakkab qatlamlar bilan bog'liq omillar shuni ko'rsatadiki, qattiq, singan qatlamlarni qurishda PDC to'sarlariga zarba yuki ularning zarba chidamliligidan oshib ketadi, bu esa kesuvchi tomonning qulashiga olib kelishi mumkin.

④ Bitta kesish burchagi dizayni etarli emas, chunki u qattiqroq shakllanish kattaroq kesish burchagini talab qiladi degan tamoyilga amal qilmaydi. Qattiq shakllanishlarni qurishda kichikroq kesish burchagi PDC to'sariga haddan tashqari kuch olib kelishi mumkin, natijada chiqib ketish tomonining qulashiga olib keladi.

⑤ Boshqa omillar shuni ko'rsatadiki, er osti yo'llarida qo'llab-quvvatlovchi murvat va ankraj kabellarining joylashishi bu elementlarga duch kelganda burg'ulash uchining qulashi uchun juda sezgir qiladi. Bitlarning ishdan chiqishini oldini olish uchun nafaqat burg'ulash bo'yicha yo'riqnomada ko'rsatilgan jarayon parametrlariga qat'iy rioya qilish, balki matkapni shakllantirish shartlariga qarab loyihalash va tanlash ham muhimdir. Xususan, qattiq qatlamlarni burg'ulashda, bitning kesish burchagini mos ravishda oshirish, uning agressivligini kamaytirish va bit uchun himoyani kuchaytirish tavsiya etiladi. Bundan tashqari, qattiq singan qatlamlarni burg'ilashda yoki zarbaga chidamliligini yaxshilash uchun to'sar olmos qatlamining tashqi shaklini o'zgartirganda yuqori zarbaga chidamli PDC kesgichlarni tanlash tavsiya etiladi; masalan, kavisli PDC to'sarlari odatda tekis turlarga qaraganda yaxshiroq zarba qarshiligini ko'rsatadi. Bundan tashqari, murvat va ankraj kabellarini burg'ilashni oldini olish uchun qurilish vaqtida teshiklarning oqilona tartibini amalga oshirish kerak.

(4) Delaminatsiya

Delaminatsiya 3-rasmda ko'rsatilganidek, PDC kompozit plitalaridagi tsementlangan karbid matritsasidan olmos qatlamini ajratishni anglatadi.

PDC to'sarlarining olmos qatlamidagi delaminatsiyaning asosiy sababi olmos qatlami va sementlangan karbid matritsasi o'rtasida mavjud bo'lgan sezilarli qoldiq kuchlanish va ularning termal kengayish koeffitsientlaridagi sezilarli farqdir. Tog' jinslarini kesish jarayonida olmos qatlami va sementlangan karbid matritsasi ishqalanish issiqligi va yuvish suyuqliklaridan sovutish natijasida hosil bo'lgan termal stresslar tufayli asenkron qisqarishni boshdan kechiradi. Natijada paydo bo'lgan zarba yuki va qoldiq stress olmos qatlamining karbid matritsasidan tozalanishiga olib keladi va natijada burg'ulash bitining ishdan chiqishiga olib keladi. Delaminatsiyani yumshatish uchun ishlab chiqarish jarayonida ushbu ikki komponent o'rtasidagi qoldiq stressni bartaraf etadigan tegishli biriktiruvchi materiallar va ishlov berish texnologiyalarini tanlash kerak. Bundan tashqari, matritsa uchun yangi interfeys shaklini loyihalash olmos qatlami va sementlangan karbid matritsasi o'rtasidagi bog'lanish xususiyatlarini yaxshilashi mumkin.

1.2 Burg'u korpusining buzilishi, birinchi navbatda, 4-rasmda ko'rsatilganidek, burg'ulash korpusidagi pichoqning sinishi bilan tavsiflanadi.

 

Bit tanasining pichoq sinishi ko'pincha korpus bitida sodir bo'ladi va po'lat korpus kamdan-kam hollarda sodir bo'ladi. Bitta korpusining pichog'ining sinishi sabablari quyidagilardan iborat: ① Bit korpusining toji bir vaqtning o'zida kukunli metallurgiya jarayoni bilan sinterlanganligi sababli bit korpusini ochishda bit korpusining pichog'iga urish. oddiy po'lat korpus biti bilan solishtirganda. bit tanasi biti yuqori aşınma qarshilikka ega. lekin korpus materialining qattiqligi mos ravishda kamayadi va bit korpusini ochishda bit tanasining pichog'ini sindirish oson; ② Bitni sinterlash jarayonini nazorat qilish qat'iy emas. va sinterlangan bit korpusi tortiladi va metall kukuni qotishma hosil qila olmaydi. Pichoqning sinishi oldini olish uchun. foydalanuvchi matkapni ochishda kishanga yordam berish uchun tish pensesi kabi asboblardan yaxshiroq foydalanishi kerak edi. pichoqni taqillatmaslik uchun; Ikkinchidan. ishlab chiqaruvchilar sinterlangan tananing sifatini qat'iy nazorat qilishlari kerak. nafaqat sinterlash jarayonini qat'iy nazorat qilish. shuningdek, changning jarayon talablariga javob berishini ta'minlash uchun vaqti-vaqti bilan metall kukunini kuzatib borish.

2. Optimallashtirilgan dizayn va konchilik PDC bitini oqilona tanlash

2.1 Matkap uchini optimallashtirish dizayni

(1) Bitning nosozlik shakli uchun matkap dizaynidan uning tuzilishini optimallashtirish kerak. PDC bitining asosiy dizayn parametrlariga kesish burchagi a kiradi. yon burchak b. azimut burchagi g. va hokazo. g PDC tishlarining orientatsiya mos yozuvlar chizig'i va bitning markaziy chizig'i orasidagi Burchakka ishora qiladi. a PDC tishining orientatsiya mos yozuvlar chizig'i va to'sarning ish tekisligi orasidagi burchakka ishora qiladi. 5-rasmda ko'rsatilganidek, b markaz nuqtasi va bitning o'rta chizig'i va to'sarning ish tekisligi orqali tekislik orasidagi Burchakka ishora qiladi. 6-rasmda ko'rsatilgandek. Dastlabki tadqiqotlar va keng qamrovli dastur tahlillari shuni ko'rsatadiki, PDC to'sarlarining kesish burchagi va yon burchagi to'g'ridan-to'g'ri bitning hayoti va burg'ulash samaradorligiga ta'sir qilishi mumkin. va turli burg'ulash shakllariga ko'ra bitning dizaynini optimallashtirish kerak. Kesish burchagi dizayni burg'ulash samaradorligiga katta ta'sir qiladi. yoki hatto hech qanday kadrlar yo'q; Agar kesish burchagi juda kichik bo'lsa. PDC kesish qirrasi sinishi va boshqa hodisalarga moyil. Shuning uchun. matkap dizayni har tomonlama ko'rib chiqilishi kerak parametr sxemasini tanlashda tasodifiy dizayndan ko'ra mo''tadil kesish Burchak va yon burchakni tanlash.

(2) Bitning kesish burchagini optimallashtirishdan tashqari, PDC to'sarlarini optimallashtirish ham muhimdir. PDC to'sarlarining sifati tog'-kon PDC bitlariga sezilarli darajada ta'sir qiladi, chunki u to'g'ridan-to'g'ri ularning kesish ishlashi va ishlash muddatini aniqlaydi. PDC sifatini oshirishning muhim omili olmos qatlami va sementlangan karbid matritsasi o'rtasidagi bog'lanish interfeysida qoldiq stressni yo'q qilishdir. Tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, tekis interfeysli tuzilishga ega bo'lgan PDC to'sarlarida maksimal kuchlanish ushbu interfeysning har ikki tomoniga yaqin joylashgan bo'lib, olmos qatlamining chekkasida yuzaga keladigan eng yuqori kuchlanish va kesish stresslari mavjud. Kesish kuchlanishining mavjudligi PDCda g'ayritabiiy yoriqlarga olib kelishi mumkin, kesish stressi esa PDC kesgichlarida delaminatsiyaning asosiy sababi bo'lib xizmat qiladi.

(3) PDC to'sarlarida qoldiq stressni bartaraf etishdan tashqari, ikkilamchi muolajalar ularning sifatini yanada oshirishi mumkin. Hozirgi vaqtda sirtni qayta ishlashning asosiy usullari olmosli sirtni silliqlash, chekka qirqish va shaklli ishlov berishni o'z ichiga oladi. PDC to'sarlarini tanlash haqiqiy ish sharoitlari asosida optimallashtirilishi mumkin.

2.2 Matkap uchlarini oqilona tanlash

Hozirgi vaqtda ko'pgina konlarda burg'ulash operatsiyalarida ishlatiladigan PDC bitlari asosan uch qanotli konkav dizaynga ega. Biroq, bu bitlarni tanlash ko'pincha cheklangan va tasniflashdan mahrum bo'lib, natijada turli qatlamlarning o'ziga xos talablariga etarlicha javob bermaydigan yagona o'lchamli yondashuv paydo bo'ladi. Bu, ayniqsa, murakkab shakllanish sharoitida muammoli bo'lib, an'anaviy konkav bitlar qoniqarli ishlashni ta'minlash uchun kurash olib boradi, bu esa bitning ishlash muddatini qisqartiradi va burg'ulash samaradorligini kamaytiradi. Bunday samarasizliklar nafaqat ishlab chiqarish xarajatlarini oshiribgina qolmay, balki qurilish jadvallarini buzishi va katta iqtisodiy yo'qotishlarga olib kelishi mumkin. Shuning uchun, turli shakllanish sharoitlariga moslashtirilgan mos keladigan matkap uchlarini tanlash juda muhimdir.

Kon PDC bitlarini bit korpusining materialiga qarab ikkita asosiy turga bo'lish mumkin: po'lat turi va shinalar turi. Chelik tipidagi bit korpuslari birinchi navbatda mexanik usullar bilan qayta ishlanadi, bu ularni an'anaviy qatlam burg'ulash operatsiyalari uchun mos keladigan yaxshi mustahkamlikni ta'minlaydi. Bundan farqli o'laroq, shinalar tipidagi bit korpuslari chang metallurgiya jarayonlari yordamida sinterlanadi, bu qattiq jinslarni burg'ulash yoki kengaytirilgan burg'ulash vazifalari uchun ideal yuqori aşınma qarshiligini ta'minlaydi. Bundan tashqari, burg'ulash uchlari 7-rasmda ko'rsatilganidek, ichki konkav, yoy burchagi, tekis taglik, qirg'ich va boshqalarni o'z ichiga olgan turli tuzilmalarga bo'linishi mumkin. ①Konkav uchining konkav konstruktsiyasi an'anaviy qatlam qurilishida tekislash effektini kuchaytiradi; ②Ark bitining dispers tishli joylashishi o'rta qattiqlikdagi qatlamlar va undan yuqori qatlamlar bilan ishlashda yuqori tish zichligiga va burg'ulash samaradorligini oshirishga olib keladi; ③Yassi pastki uchining lab shakli deyarli tekis bo'lib, burilishni osonlashtirish uchun uning yon qirralarini keskinlashtiradi - bu dizayn asosan yo'nalishli burg'ulash ilovalari uchun ishlatiladi; ④Skreper biti odatda ko'proq tajovuzkorlikni ta'minlaydigan konussimon tuzilishga ega va asosan yumshoq qatlamlarda yoki ko'mir qatlamlarida qo'llaniladi.

Mavjud konchilik PDC bitlari ma'lumot uchun 1-jadvalda keltirilganidek, turli xil ish va shakllanish sharoitlarida PDC bitlarini tanlash mezonlari bilan bir qatorda umumlashtirilgan va tashkil etilgan.

3. Mining PDC bit ehtiyot choralarini qo'llash

Matkap uchlarini diqqat bilan tanlash bilan bir qatorda, ushbu asboblardan to'g'ri foydalanish ham bir xil darajada muhimdir. Ko'mir konlarida qiyin qurilish sharoitlarini hisobga olgan holda, ishchilar ko'pincha PDC bit operatsion ko'rsatmalariga qat'iy rioya qilish uchun kurashadilar, bu esa noto'g'ri ishlov berish tufayli bitlarning tez-tez ishdan chiqishiga olib keladi. Burg'ilash samaradorligini oshirish maqsadida, ba'zi kon qazish joylari operatsiyalar davomida bit og'irligini befarq ravishda oshirishi mumkin, bu esa bitning muddatidan oldin ishdan chiqishiga olib keladi. PDC bitlaridan to'g'ri foydalanish ularning ish faoliyatini optimallashtirishi va ishlab chiqarish xarajatlarini kamaytirishi mumkin. PDC bitlarini ishlatishda quyidagi fikrlarga e'tibor berish kerak:

(1) Katta diametrli burg'ulash trubkasi juda kichik diametrli burg'ulash trubkasi bilan va kichik diametrli burg'ulash trubkasi katta diametrli matkap uchi bilan mos kelmasligini ta'minlash uchun PDC bit va burg'ulash asbobi o'rtasidagi daraja munosabatlariga e'tibor bering.

(2) Optimal yondashuv - bu burg'ulash jarayoni chiziq yon murvatlari, ankraj kabellari va shunga o'xshash to'siqlar yaqinida bo'lmasligini ta'minlash bilan birga, uya qurish uchun maxsus teshik matkap yoki eskirgan burg'ulash uchidan foydalanishdir.

(3) Burg'ulash ishlarini olib borishda, quduq ichidagi haddan tashqari bosim tufayli yuzaga keladigan baxtsiz hodisalarning oldini olish uchun besleme bosimini tartibga solish kerak.

(4) Iltimos, quruq burg'ulash yoki bosimli havo burg'ilashdan bosh tortgan holda, toza suvni burg'ulash texnikasidan foydalaning. Bosimli burg'ulash ishlarini boshlashdan oldin, uning tagida yuzaga kelishi mumkin bo'lgan yonish hodisalarini oldini olish uchun teshik ichidagi suvning to'g'ri aylanishini ta'minlang.

(5) Bitni olib tashlayotganda, PDC to'sarni qisish yoki urmaslikka ishonch hosil qiling. Bunga qo'shimcha ravishda, bitning tanasi pichog'iga tegmaslik uchun ehtiyot bo'ling.

4. Xulosa

Ko'mirni xavfsiz va samarali yashil qazib olish doimiy ravishda ko'mir sanoati tomonidan qo'llab-quvvatlanadigan asosiy mavzu bo'lib kelgan. Ko'mir konlarida er osti burg'ulash operatsiyalari uchun PDC bitlaridan samarali foydalanish muhim ahamiyatga ega. Ushbu maqola PDC bitlarini qazib olishning nosozlik usullarini tahlil qiladi, turli xil nosozlik shakllarining asosiy sabablarini yoritadi. U turli xil ish sharoitlari va geologik shakllanishlar ostida bitlar uchun optimal dizayn va tanlash strategiyalarini taklif qiladi, shu bilan birga ulardan foydalanish bo'yicha ehtiyot choralarini umumlashtiradi va shu bilan kon PDC bitlarini tanlash va qo'llashni yaxshilash uchun ma'lumotnoma beradi. Tog'-kon PDC bitlarini oqilona tanlash va to'g'ri ishlatish ularning samaradorligini maksimal darajada oshirishi, resurslarning isrof qilinishini kamaytirishi va ko'mir qazib olishda xavfsizlik, samaradorlik va ekologik toza amaliyotlarni yaxshilashi mumkin.