29 июля 2021 
Просмотров: 96 
При повышении мощности пневмоударника без увеличения эффективности, избыток подаваемой энергии увеличит энергию отдачи поршня, которая будет поглощаться ударником. Это повлечет за собой преждевременный выход из строя пневмоударника и коронки. Внутри ударника: сжатый воздух переносит потенциальную энергию, которая придает поршню ускорение. Когда поршень набирает скорость, потенциальная энергия превращается в кинетическую в виде инерции. При столкновении образуется энергетическая волна, которая проходит через сталь со скоростью 5 км/сек.
Путь энергии через поршень, коронку и породу можно сравнить с поездами. Волна энергии от мчащегося поезда (поршня) проходит через неподвижный поезд (коронку), а затем, отбрасывает мчащийся поезд назад. Когда волна достигает конца неподвижного поезда, часть энергии поглощается буфером поезда (порода разрушается), рисунок 1. Ее оставшаяся часть отражается через неподвижный поезд обратно.
В условиях бурения породы могут применяться различные профили поршня и коронки. Такие комбинации определяют передачу, отражение и поглощение энергетических волн. На рисунке 2 показано количество передаваемой энергии на поверхность породы при различной твердости и одинаковой энергии удара. Разработчики пневмоударников использовали эту теорию измерения ударных волн и компьютерные модели в качестве инструмента оптимизации конструкции пневмоударника. Благодаря современным технологиям возможно выполнять измерения волны при высокой скорости и с помощью результатов этих измерений определять условия и эффективность бурения. На рисунке 3 изображена кривая эффективности для двух 4-х дюймовых пневмоударников. Отличия конструкции поршня и коронки верхнего пневмоударника значительно повышают его эффективность и производительность.
Также можно объяснить два явления, которые происходят при бурении:
1. Когда коронка не находится в полном соприкосновении с породой и Вы бурите в мягкой или трещиноватой породе, то энергия отражается обратно на пневмоударник, поскольку нет ничего, что бы поглощало ее. Это может вызвать высокие нагрузки на конец хвостовика коронки, где происходит отражение волн энергии. Также из-за этого энергия может возвращаться на поршень, вызывая сильное отскакивание поршня и чрезмерный его ход, что влечет за собой повреждение жесткого клапана.
2. Бурение слишком большой или изношенной-тупой коронкой требует большего количества энергии для разрушения породы, чем при работе с заточенной стандартного размера. В таком случае порода кажется тверже, чем на самом деле, эффективность бурения будет падать. Это способствует сильной нагрузке на коронку и более высокой вибрации пневмоударника.
Следующие три условия бурения являются причиной низкой эффективности бурения. Они усиливают нагрузку на коронку и замедляют скорость проходки.
- Бурение с коронкой слишком большого размера.
- Бурение с тупыми штырями.
- Бурение в трещиноватой или мягкой породе при недостаточном прижимном усилии.
Продолжение статьи следует…
