La principale raison de l'échec de la tige de forage
En raison du développement de l'industrie minière en Chine et de l'augmentation de l'échelle de la construction d'infrastructures de transport, ainsi que des exigences gouvernementales en matière de mécanisation, d'automatisation et de construction et d'exploitation minière intelligente et sans pilote, le marché des outils de forage s'est développé rapidement. On dit qu'il existe des dizaines de fabricants avec une taille de marché de milliards de yuans. Mais il y a encore beaucoup de marge d'amélioration dans la performance des produits des marques nationales.
Aujourd'hui, parlons de notre expérience avec la défaillance des tiges de forage sur les appareils de forage rocheux.
En tant que tige de forage du chariot d'excavation, c'est le conducteurs qui transfère l'énergie d'impact du perforateur à la roche. Sa forme de fonctionnement est illustrée dans la figure ci-dessus. Quelles que soient les spécifications, il existe principalement plusieurs modes de défaillance, à savoir l'usure normale. De plus, l'un consiste en la rupture de la tige de forage, et l'autre est la déformation de l'usure du filetage de raccordement. L'usure et la déformation des filetages sont courantes, tandis que les fractures sont relativement rares, mais les points de fracture se situent presque toujours à environ 50 centimètres de la manchon de filetage.
Cette situation est en réalité très cohérente avec la théorie des fluctuations de transfert d'énergie dans les perforateurs à roche. Lorsque le piston d'impact frappe la queue de la perceuse, l'énergie cinétique du piston d'impact est convertie en ondes de contrainte, qui sont transmises au fond du trou à travers la tige de forage et la mèche. Pour réaliser une économie de forage optimale, l'ensemble du système allant du perforateur à roche à l'outil de forage en passant par la roche doit être coordonné les uns avec les autres. Selon la théorie des ondes de contrainte, les ondes de contrainte sont de forme rectangulaire, la longueur de l'onde rectangulaire étant le double de la longueur du piston. La hauteur de l'onde rectangulaire dépend de la vitesse du piston au moment de l'impact, ainsi que de la relation entre la surface de section transversale du piston d'impact et la surface de section transversale de la tige de forage, comme il est montré dans la figure. L'énergie générée par l'impact du piston du perforateur à roche est transmise sous forme d'ondes à travers la queue de la tige de forage, et la tige de forage casse la roche. Si vous avez frappé avec un gros marteau, tenu une tige de forage ou taillé un clou, vous pouvez ressentir la légère expansion de la tige de forage avec la paume de votre main ou vos doigts, et avoir une expérience sensorielle. Selon cette théorie, à une pression d'impact donnée, l'amplitude des ondes de contrainte dans le tube de forage, c'est-à-dire la valeur de contrainte, deviendra plus élevée en raison de la réduction de la section transversale du tube de forage. Pour garantir une durée de vie plus longue pour la queue de la perceuse et la tige de forage, il est important de s'assurer que la pression de travail corresponde toujours à la taille de la section transversale de l'outil de forage. Les perforateurs à roche d'Atlas Copco adoptent tous le concept de piston élancé, et espèrent que le diamètre de la queue de la mèche et de la tige de forage soit en accord avec lui et soit uniforme sans changement, de sorte que la valeur de pointe de l'onde d'énergie soit uniforme, ce qui peut non seulement atteindre une haute efficacité de transmission, mais également améliorer la durée de vie de l'outil de forage. C'est également pourquoi le perforateur à roche Atlas est plus efficace que d'autres marques.
Cependant, en réalité, que ce soit un embout de forage ou une tige de forage, en raison des exigences fonctionnelles et de traitement, sa forme structurelle a du mal à répondre pleinement à la condition d'aucun changement de diamètre. D'après la figure, nous pouvons voir que dans l'excavation et le forage de roche, que ce soit en utilisant une tige de forage rapide intégrée ou un manchon de raccordement, le filetage de connexion entre la queue de la tige de forage et la tige de forage est l'endroit où l'amplitude de l'onde de choc change le plus, c'est-à-dire l'endroit où le pic d'onde de choc sera généré ; La précision du usinage des filetages, le degré d'adéquation de la coopération mutuelle, et même les changements de déviation durant le processus de travail de la tige de forage ont le plus grand impact sur cette partie, ce qui explique pourquoi les pannes de tige de forage se produisent plus souvent dans ce secteur. Ainsi, si les fabricants d'outils de forage peuvent faire des efforts dans ce domaine, il reste encore beaucoup de travail à accomplir.
Mais en réalité, je crois que seule une amélioration peut être apportée. D'une certaine manière, ce problème est insoluble pour l'excavation horizontale et le forage de roche.
Dans le forage à ciel ouvert, les marteaux fond-de-trou sont désormais plus couramment utilisés, et comme la tige de forage ne supporte pas l'impact, il n'y a pas ce problème. Atlas a habilement utilisé un type d'outil de forage appelé COPROD pour le forage avec marteau supérieur. Comme le montre la figure, le tube extérieur ne subit pas d'impact, et la tige d'impact interne n'utilise pas de connexion filetée, mais une connexion à recouvrement, donc le diamètre ne changera pas, et l'onde ne connaîtra pas de variations de pic. La vitesse de forage et la durée de vie de l'outil de forage sont toutes deux très longues, mais en gros, il n'est adapté qu'au forage vertical.
