ड्रिलिंग रॉड की विफलता का मुख्य कारण

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चीन के खनन उद्योग के विकास और परिवहन अवसंरचना निर्माण के बढ़ते पैमाने के कारण, साथ ही सरकारी नेतृत्व वाली यांत्रिकीकरण, स्वचालन और बुद्धिमान无人 निर्माण एवं खनन की आवश्यकताओं के कारण, ड्रिलिंग उपकरण बाजार तेजी से विकसित हुआ है। कहा जाता है कि यहां दर्जनों निर्माता हैं जिनका बाजार आकार अरबों युआन है। लेकिन घरेलू ब्रांड उत्पादों के प्रदर्शन में सुधार के लिए अभी भी बहुत जगह है।

आज, चलिए हम चट्टान ड्रिलिंग रिग्स पर ड्रिल रॉड्स की विफलता के साथ अपने अनुभव के बारे में बात करते हैं।
एक्स्केवेशन टrolley के ड्रिल रॉड के रूप में, यह वह संवाहक है जो रॉड ड्रिल की प्रभाव ऊर्जा को चट्टान में स्थानांतरित करता है। इसका कार्य रूप ऊपर दिए गए चित्र में दिखाया गया है। विशिष्टताओं की परवाह किए बिना, मुख्यतः कई विफलता मोड होते हैं, अर्थात सामान्य घिसाव। इसके अतिरिक्त, एक है ड्रिल रॉड का टूटना, और दूसरा है कनेक्टिंग धागे का घिसाव। धागे का घिसाव और विरूपण सामान्य हैं, जबकि फ्रैक्चर अपेक्षाकृत दुर्लभ हैं, लेकिन फ्रैक्चर बिंदु लगभग हमेशा धागे के स्लीव से लगभग 50 सेंटीमीटर दूर होते हैं।

यह स्थिति वास्तव में चट्टान ड्रिलों में ऊर्जा संचरण उतार-चढ़ाव के सिद्धांत के साथ बहुत सुसंगत है। जब प्रभाव पिस्टन ड्रिल की पूंछ पर वार करता है, तो प्रभाव पिस्टन की गतिशील ऊर्जा तनाव तरंगों में परिवर्तित हो जाती है, जो ड्रिल रॉड और ड्रिल बिट के माध्यम से छिद्र के नीचे भेजी जाती हैं। अनुकूल ड्रिलिंग अर्थव्यवस्था प्राप्त करने के लिए, चट्टान ड्रिल से लेकर ड्रिलिंग उपकरण और चट्टान तक का संपूर्ण सिस्टम एक-दूसरे के साथ समन्वयित होना चाहिए। तनाव तरंग सिद्धांत के अनुसार, तनाव तरंगें आयताकार आकार की होती हैं, जिनकी आयताकार तरंग की लंबाई पिस्टन की लंबाई का दो गुना होती है। आयताकार तरंग की ऊँचाई प्रभाव के क्षण पर पिस्टन की गति के साथ-साथ प्रभाव पिस्टन के क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र और ड्रिल रॉड के क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र के बीच संबंध पर निर्भर करती है, जैसा कि चित्र में दिखाया गया है। चट्टान ड्रिल पिस्टन के प्रभाव द्वारा उत्पन्न ऊर्जा ड्रिल रॉड की पूंछ के माध्यम से तरंगों के रूप में प्रेषित होती है, और ड्रिल रॉड चट्टान को तोड़ती है। यदि आपने एक बड़े हथौड़े पर वार किया है, ड्रिल रॉड को पकड़ा है, या एक नाखून को चूना लगाया है, तो आप अपनी हथेली या उंगलियों से ड्रिल रॉड में हल्की वृद्धि महसूस कर सकते हैं और एक संवेदन महसूस कर सकते हैं। इस सिद्धांत के अनुसार, किसी दिए गए प्रभाव दबाव पर, ड्रिल पाइप में तनाव तरंग का प्रवर्धन, यानी तनाव मूल्य, ड्रिल पाइप के क्रॉस-सेक्शन में कमी के कारण अधिक होगा। ड्रिल पूंछ और ड्रिल रॉड की लंबी सेवा जीवन सुनिश्चित करने के लिए, यह महत्वपूर्ण है कि कार्य दबाव हमेशा ड्रिलिंग उपकरण के क्रॉस-सेक्शनल आकार के साथ मेल खाता हो। एटलस कॉप्को के चट्टान ड्रिल सभी पतले पिस्टन के सिद्धांत को अपनाते हैं, और आशा करते हैं कि ड्रिल बिट की पूंछ और ड्रिल रॉड का व्यास इसके साथ मेल खाता हो और बिना परिवर्तन के समान हो, ताकि ऊर्जा तरंग का पीक मान समान हो, जो न केवल उच्च संचरण दक्षता प्राप्त कर सके, बल्कि ड्रिलिंग उपकरण के जीवन में भी सुधार कर सके। यही वजह है कि एटलस चट्टान ड्रिल अन्य ब्रांडों की तुलना में अधिक कुशल है।

हालाँकि, वास्तविकता में, चाहे वह ड्रिल टेल हो या ड्रिल रॉड, कार्यात्मक और प्रसंस्करण आवश्यकताओं के कारण, इसकी संरचनात्मक आकृति पूरी तरह से व्यास में कोई परिवर्तन न होने की शर्त को पूरा करने में कठिनाई होती है। चित्र से, हम देख सकते हैं कि खुदाई और चट्टान ड्रिलिंग में, चाहे एकीकृत तेज ड्रिल रॉड का उपयोग किया जा रहा हो या कनेक्टिंग स्लीव का, ड्रिल रॉड टेल और ड्रिल रॉड के बीच का कनेक्शन थ्रेड वह जगह है जहां सदमे की लहर की आवृत्ति सर्वाधिक परिवर्तित होती है, अर्थात्, जहां सदमे की लहर की चोटी उत्पन्न होगी; थ्रेड मशीनिंग की सटीकता, आपसी सहयोग का मिलान स्तर, और यहां तक कि ड्रिल पाइप के कार्य करने की प्रक्रिया में विक्षेपण परिवर्तन इस भाग पर सबसे अधिक प्रभाव डालते हैं, यही कारण है कि ड्रिल पाइप में विफलताएँ इस क्षेत्र में अधिक होती हैं। तो, यदि ड्रिलिंग उपकरण निर्माता इस क्षेत्र में प्रयास कर सकते हैं, तो अभी भी बहुत काम किया जाना है।

लेकिन वास्तव में, मुझे विश्वास है कि केवल सुधार किया जा सकता है। एक अर्थ में, यह समस्या क्षैतिज खुदाई और चट्टान ड्रिलिंग के लिए समाधानहीन है।
खुली खदान में चट्टान ड्रिलिंग में, अब नीचे वाले हत्थे अधिक सामान्य रूप से उपयोग किए जाते हैं, और चूँकि ड्रिल पाइप प्रभाव को सहन नहीं करता है, इसलिए ऐसी कोई समस्या नहीं है। एटलस ने शीर्ष हत्थे ड्रिलिंग के लिए COPROD नामक एक प्रकार के ड्रिल उपकरण का कुशलता से उपयोग किया। जैसा कि चित्र में दिखाया गया है, बाहरी आवरण प्रभाव को सहन नहीं करता है, और आंतरिक प्रभाव रॉड में धागे वाला संपर्क नहीं होता है, बल्कि लैप जॉइंट का उपयोग होता है, इसलिए व्यास नहीं बदलेगा, और तरंगरूप में कोई चोटी परिवर्तन नहीं होगा। ड्रिलिंग की गति और ड्रिलिंग उपकरण का जीवन दोनों बहुत लंबे हैं, लेकिन मूल रूप से यह केवल ऊर्ध्वाधर ड्रिलिंग के लिए उपयुक्त है।