WIERTNICTWO Wykłady 16.03.2007r
1. Narzędzia wiertnicze.
Świder lub koronka wiertnicze jest głównym elementem przewodu wiertniczego służącym do zwiercania skał. Od jego jakości, konstrukcji i doboru odpowiedniego typu w zależności od fizykomechanicznych właściwości skał, zależy w znacznym stopniu wydajność oraz wartość głównych wskaźników wiercenia.
Wyróżnia się trzy sposoby mechanicznego urabiania skał:
urabianie udarowe - charakteryzujące się przekazywaniem energii uderzenia na skałę przez narzędzie urabiające, co powoduje niszczenie spójności,
urabianie naciskiem - polega na wgniataniu narzędzia w caliznę siłą statyczną,
urabianie skrawaniem - charakteryzuje się oddziaływaniem narzędzia o kształcie klina równolegle do urabianej powierzchni.
W zależności od sposobu zwiercania skały, świdry stosowane przy wierceniu dzielą się na:
skrawające, które zwiercają skałę na dnie otworu za pomocą skrawania i odłupywania,
skrawająco-ścierające, które skrawają i ścierają skałę na dnie otworu,
gryzowe, które kruszą i miażdżą skałę na dnie otworu za pomocą zębów znajdujących się na powierzchni gryzów toczących się po dnie otworu,
?
?
Narzędzia dzielimy na:
Pełno przekrojowe - świdry
Rdzeniowe - koronki
2. Narzędzia skrawające.
Klasyczne narzędzia tego typu używane są do wiercenia obrotowego w skałach miękkich lub średnio twardych i plastycznych, jak gliny, łupki, piski, itp.
Do klasycznych narzędzi skrawających zaliczamy np. raczki górnicze.
Nowoczesne narzędzia skrawające mogą pracować w skałach twardych i bardzo twardych. Ich specjalna konstrukcja oraz nowoczesne materiały stosowane przy budowie zapewniają trwałość, jak również wysokie wydajności wiercenia.
Przy wierceniu narzędziami skrawającymi wymagane są duże naciski jednostkowe.
a) Narzędzie diamentowe
Rozróżniamy dwa typy narzędzi diamentowych:
narzędzia wiertnicze zbrojone powierzchniowo
narzędzia impregnowane
Narzędzia zbrojone powierzchniowo stosuje się do wiercenia w skałach jednorodnych monolitycznych lub mało spękanych. W narzędziach tych diamenty są osadzone powierzchniowo w specjalnej matrycy i ułożone według określonego wzoru.
Narzędzia impregnowane używane są przy wierceniu w skałach spękanych lub szczelinowatych. Ten typ narzędzi posiada matryce nasycone drobnoziarnistym diamentem.
b) Narzędzia gryzowe - posiadają ruchome części nazywane gryzami. W wyniku ich obrotu na dnie otworu dochodzi do złożonego procesu kruszenia i miażdżenia, a przy odpowiedniej konstrukcji również skrawania dna otworu.
Świdry gryzowe dzielimy na:
jednogryzowe
dwugryzowe
trójgryzowe
czterogryzowe
Ze względu na sposób doprowadzania płuczki do świdra, narzędzia te dzielimy na:
świdry z centralnym płukaniem (świdry mało średnicowe)
świdry dyszowe
Ze względu na budowę gryzów, świdry wyróżnia się:
świdry gryzowe z zębami frezowymi
świdry gryzowe z zębami słupkowymi
3. Przewód wiertniczy.
Zadania przewodu wiertniczego.
Przewód wiertniczy ma za zadanie przeniesienie momentu obrotowego ze stołu wiertniczego (wiercenie stołowe) lub głowicy na narzędzie wiertnicze. Przewód wiertniczy ma za zadanie również dostarczanie płuczki na dno otworu. Oprócz wiercenia turbinowego przewód wiertniczy jest w ruchu obrotowym. W wierceniu turbinowym znajduje się w spoczynku.
Przewód wiertniczy w zależności od typu wiercenia składa się z większej lub mniejszej ilości części składowych. Podstawowym elementem przewodu, który funkcjonuje w każdym typie wierceń obrotowych, są rury płuczkowe lub żerdziowe.
Przy wierceniu stołowym dodatkowo używa się następujących elementów przewodu wiertniczego:
graniatki - służy ona do przeniesienia napędu ze stołu na dalszą część przewodu,
rur płuczkowych,
grubościennych rur płuczkowych,
obciążników - służących do wywierania nacisku osiowego na narzędzie i rozciągania rur płuczkowych,
narzędzia wiertniczego.
Przy wierceniu turbinowym tzn. z napędem umieszczonym nad narzędziem wiertniczym nie występuje graniatka, oraz tzw. rury grubościenne. W wierceniu głowicowym i wrzecionowym, nie występuje graniatka, rury grubościenne i obciążniki.