انتخاب بیت هسته صحیح یکی از مهمترین تصمیمات پیمانکار حفاری در هر پروژه اکتشافی است. بیت اشتباه می تواند به معنی نرخ نفوذ کند، سایش زودرس، بازیابی ضعیف هسته و هزینه کلی بالاتر به ازای هر متر حفاری باشد. قطعه مناسب که به دقت با تشکیل سنگ و سیستم حفاری تطبیق داده شده است، می تواند یک کار دشوار را به یک کار کارآمد تبدیل کند. این هفته، نگاه دقیق‌تری به نحوه مهندسی قطعات هسته الماس، نحوه تطبیق آنها با شرایط زمین و عواملی که یک بیت خوب را از یک انتخاب عالی جدا می‌کند، می‌اندازیم.

دو خانواده اصلی بیت الماس

بیت های هسته الماس به طور کلی به دو دسته تقسیم می شوند:تکه های الماس آغشته شدهوبیت های مجموعه سطح.

تکه های الماس آغشته شدهبا ترکیب الماس های مصنوعی بسیار کوچک و با کیفیت بالا به طور یکنواخت در سراسر یک ماتریس آلیاژ فلزی تولید می شوند. همانطور که بیت کار می کند، ماتریس تقریباً با همان سرعتی که الماس ها فرسوده می شوند، فرسایش می یابد و به طور مداوم نقاط برش تازه و تیز را در معرض دید قرار می دهد. این عمل خود تجدید شونده چیزی است که بیت‌های آغشته‌شده را در طول عمر یک حفره، به‌ویژه در سازندهای متوسط ​​تا فوق سخت، بسیار مقرون به صرفه می‌کند، و توضیح می‌دهد که چرا آنها در اکثر برنامه‌های اکتشاف معدنی گزینه استاندارد باقی می‌مانند.

بیت های مجموعه سطحیدر مقابل، یک لایه الماس طبیعی یا مصنوعی را مستقیماً روی سطح بیت قرار دهید، در یک ترکیب ماتریکس سخت با همپوشانی کافی قرار دهید تا از قرار گرفتن زودهنگام ماتریکس زیرین جلوگیری شود. از آنجایی که الماس ها به جای اینکه در بدنه ماتریس توزیع شوند، روی سطح می نشینند، این تکه ها به ویژه برای سازندهای شکسته یا شکسته مناسب هستند که نمی توانند به راحتی از مغزه گیری با یک بیت آغشته شده پشتیبانی کنند.

تطبیق بیت به سنگ

سختی ماتریس متغیری است که تعیین می‌کند آیا بیت در یک اجرا زنده می‌ماند یا زود می‌سوزد. ماتریس نرم‌تری برای سنگ‌های سخت و ساینده مانند گرانیت، کوارتزیت، یا تخته سنگ سخت مورد نیاز است، زیرا ماتریس سخت‌تر به سادگی نمی‌تواند به اندازه کافی سریع فرسایش یابد تا الماس‌های جدید را در معرض دید قرار دهد - قطعه براق می‌شود و برش را متوقف می‌کند. برعکس، سازندهای نرم و کم سایش مانند گل سنگ، شیل یا ماسه سنگ نرم نیاز به ماتریس سخت تری دارند، زیرا ماتریس نرم خیلی سریع فرسوده می شود و الماس ها را قبل از انجام هر کاری هدر می دهد.

این رابطه به همین دلیل است که نمودارهای انتخاب ماتریس وجود دارد: آنها سختی و سایندگی سنگ را در برابر یک سیستم شماره‌گذاری ماتریس استاندارد ترسیم می‌کنند و به مته‌ها نقطه شروعی می‌دهند که می‌تواند بر اساس عملکرد واقعی سایت تنظیم شود. درست کردن این جفت شدن مسلماً مهمتر از هر مشخصات واحد دیگری در بیت است.

پروفیل تاج و طراحی آبراه

فراتر از خود ماتریس، شکل تاج و طراحی آبراهه ها هر دو تأثیر قابل اندازه گیری بر عملکرد حفاری دارند.

پروفیل های تاج از پروفیل دندانه دار استاندارد "W" - یک انتخاب همه جانبه خوب برای پایداری در ساختارهای مختلف - تا پروفیل های مسطح برای کاربردهای کفش با پوشش ماتریس سخت، پروفیل های متقاطع برای سنگ های فوق سخت مانند گرانیت یا کوارتزیت، پروفیل های نیمه گرد برای زمین های سخت متوسط ​​یا کمی شکسته، و پروفیل های متناوب برای فرم های سخت چند مرحله ای متغیر است. انتخاب نمایه ای که با زمین شناسی مطابقت داشته باشد به توزیع یکنواخت نیروهای برش کمک می کند و عمر بیت را افزایش می دهد.

پیکربندی آبراهه به همان اندازه مهم است، زیرا نحوه رسیدن مایع حفاری به سطح برش برای خنک کردن الماس و شستشوی قلمه ها را کنترل می کند. فلاشینگ کانال استاندارد برای اکثر مغزه های همه منظوره مناسب است. آبراه های تخلیه صورت در سازندهای بسیار نرم یا شکسته یا در هنگام اجرای بشکه های لوله سه گانه به خوبی کار می کنند، زیرا آنها مایع را مستقیماً از صفحه بیت خارج می کنند و خطر انسداد را کاهش می دهند. آبراهه های توربو راندمان شستشو را افزایش می دهند و تماس بیت به سنگ را کاهش می دهند و امکان نفوذ بالاتر در فشار اعمال شده کمتر را فراهم می کنند. آبراه های عمیق ID، آبراه های مخروطی، و آبراه های مارپیچی هر کدام مشکلات خاصی را حل می کنند - از به حداقل رساندن اثرات خلاء بر روی هسته گرفته تا حرکت قلمه ها در زمین شکسته.

اندازه بیت و ارتفاع تاج

بیت های هسته الماس در تمام اندازه های استاندارد سیم سیم، از AWL و BWL گرفته تا اندازه های بزرگتر HWL و PWL، با قطر بیرونی بیت، قطر سوراخ، و قطر هسته تولید می شوند که همگی با مشخصات DCDMA استاندارد شده اند. ارتفاع تاج متغیر دیگری است که ارزش بررسی دارد: روکش‌های بلندتر، معمولاً در محدوده 10 تا 14 میلی‌متر، پایداری بیت را بهبود می‌بخشند و لرزش را کاهش می‌دهند، که به نوبه خود عمر مفید را افزایش می‌دهد - به ویژه در سوراخ‌های عمیق‌تر یا سخت‌تر.

گرفتن بیشترین از هر دویدن

حتی بهترین بیت مشخص شده برای انجام به پارامترهای عملیاتی مناسب نیاز دارد. حجم سیال، سرعت چرخش و وزن بیت همگی باید بر اساس سختی سنگ و سیستم سیمی در حال استفاده تنظیم شوند - یک تنظیم نرم شکل‌گیری در یک کار سنگ سخت (یا برعکس) بدون توجه به اینکه ماتریس چقدر خوب انتخاب شده است، عمر بیت را کوتاه می‌کند. جداول دستورالعمل حفاری که اندازه سیستم، سختی سنگ و سرعت چرخش توصیه شده و وزن روی بیت را به هم مرتبط می‌کنند، یک مرجع شروع مفید هستند، اگرچه تنظیم در محل همیشه برای مطابقت با شرایط زمین محلی ضروری است.

افکار نهایی

هیچ هسته "بهترین" واحدی وجود ندارد - فقط بیتی که به بهترین وجه با شکل گیری، سیستم حفاری و پارامترهای عملیاتی در یک کار مشخص مطابقت دارد. درک نحوه تعامل سختی ماتریس، مشخصات تاج و طراحی آبراهه، به تیم های حفاری مبنای بسیار قوی تری برای انتخاب بیت می دهد و در نهایت هزینه واقعی هسته گذاری را کاهش می دهد: هزینه هر متر، نه هزینه هر بیت.