Сверло постоянно забивается водой? Вероятно, дело не в давлении воды.
В пневматическом бурении есть один диагностический приём, который чаще ошибается, чем даёт правильные результаты: «Забиты отверстия для воды — должно быть, проблема с давлением». Запускаем насос, меняем шланг, вызываем механика. И когда через пятнадцать минут долото снова забивается, все стоят и чешут затылки, потому что манометр показывает, что всё в порядке.
Вот что упускают из виду большинство руководств по устранению неполадок: если давление воды нормальное, а долото все равно не промывается, проблема обычно не в насосе или водопроводе. Она в породе, которую вы бурите, и в воде, которую вы перекачиваете. Устраните эти две проблемы, и засоры исчезнут, не затрагивая ни один клапан.
Проблема с грязью: когда геологические породы препятствуют промывке грунта.
Мягкие, выветренные или богатые глиной геологические образования — аргиллиты, сильно выветренный гранит, сланцы с высоким содержанием глины — обладают неприятной особенностью, которая застает бурильщиков врасплох. Порода, которая казалась податливой у основания, превращается в нечто совершенно иное, как только вода попадает в нее под землю.
При сухой керновой обработке эти породы рыхлые, но поддающиеся обработке. Добавьте воду — а это необходимо, поскольку буровое долото нужно охладить, а скважину промыть — и порода преобразится. Глинистые минералы увлажняются, набухают и распадаются на липкую пасту, по консистенции напоминающую пластилин. Эта паста не вымывается, как зернистая керновая масса. Она размазывается. Она покрывает стенки скважины. И, что наиболее важно, она обволакивает рабочую поверхность долота, проникая в водоотводные отверстия и затвердевая, образуя пробку, которую не может удалить даже полное давление насоса.
Ситуация усугубляется из-за времени бурения. Высокоинтенсивное бурение в мягком грунте приводит к образованию шлама с невероятной скоростью — долото пробивает метры в минуту. Промывочная вода просто не справляется. Соотношение образовавшегося и удаленного шлама резко смещается в сторону накопления, и каждую секунду бурения все больше шлама скапливается вокруг водоотводных отверстий.
Вы поймете, что это происходит, еще до того, как буровое долото полностью забьется. Характерный признак — это обратный поток воды в месте соединения: сначала она становится грязной и густой, затем превращается в мутную, а потом и вовсе перестает течь, хотя насос все еще работает. В этот момент отверстия для воды запечатываются, и долото теперь бурит всухую в скважине, заполненной буровой пастой. Если вы продолжите, твердосплавные вставки перегреются, корпус долота поцарапается от сухого трения о стенки скважины, а буровая штанга начнет заедать, поскольку буровой шлам заполнит зазор.
Решение проблемы засоренных грязью водоотводных отверстий заключается не в увеличении давления, а в снижении интенсивности бурения. Уменьшите силу удара и замедлите скорость подачи. Дайте промывочной воде время выполнить свою работу. Вместо непрерывного бурения в надежде, что вода догонит воду, бурите короткими интервалами — по метру за раз, затем немного отступайте назад и дайте воде промыть отверстие, прежде чем снова продвигаться. В глинистой почве эта дополнительная пауза для промывки между интервалами — это разница между чистым долотом и засоренным.
После каждого прокола, перед выключением, пропустите промывочную воду еще на 30-60 секунд, не снимая сверло со дна. Эта заключительная промывка удаляет любую пасту, которая начинает скапливаться вокруг отверстий для воды, прежде чем она успеет высохнуть и затвердеть, превратившись в нечто, для удаления чего потребуется зубило.
Проблема загрязненной воды: вы перекачиваете абразивную суспензию по высокоточным каналам.
На большинстве строительных площадок и небольших горнодобывающих предприятиях нет доступной очищенной воды. Они используют отстойник, близлежащий ручей или резервуар, заполненный из любого доступного источника. И эта вода содержит ил, мелкий песок, органические частицы и все остальное, что находилось в ней во взвешенном состоянии, когда она была закачана в систему водоснабжения.
Вот что происходит внутри бурового долота, когда через него под высоким давлением пропускается грязная вода: отверстия для воды в буровом долоте — это не просто просверленные каналы, а специально спроектированные каналы с определенными диаметрами и углами, предназначенные для точного направления охлаждающей жидкости к режущим зонам твердосплавной пластины. Когда вода, несущая мелкие частицы осадка, ударяется о сужение в сопле, поток ускоряется. Взвешенные частицы, теперь движущиеся с высокой скоростью, ударяются о края отверстия для воды. Под постоянным давлением эти частицы слой за слоем уплотняются у стенок отверстия, подобно осадку, накапливающемуся внутри трубы.
Сначала отложения образуют тонкую пленку. После нескольких часов бурения они превращаются в корку. После полной смены диаметр отверстия для воды сужается, скажем, с 3 миллиметров до едва 1, а поток промывочной жидкости уменьшается до тонкой струйки. Оператор замечает, что долото перегревается, глубина проникновения замедляется, штанга начинает заедать — и винит породу, качество долота или насос, хотя настоящая причина незаметно накапливалась внутри долота весь день.
Решение состоит из двух частей, и обе просты. Во-первых: фильтрация воды непосредственно в источнике. Базовый многоступенчатый фильтр — с крупной сеткой для улавливания песка и мелких частиц, с мелкой сеткой для ила — стоит почти ничего по сравнению с экономией на сверлах и буровых штангах. Установите его на выходе из резервуара или на входе насоса и очищайте каждую смену.
Во-вторых: установите ритм технического обслуживания. В конце каждой смены вынимайте водяной фильтр и промывайте его. Еженедельно вынимайте долото и осматривайте отверстия для воды с помощью фонарика — если вы видите образование минеральной корки по краям отверстий, замочите долото в растворе для удаления накипи или аккуратно прочистите каналы, прежде чем отложения станут необратимыми. Замените любое долото, если отверстия для воды не удается восстановить до полного диаметра — частично заблокированное отверстие для воды перегреет соседнюю твердосплавную вставку, и эта вставка выйдет из строя задолго до того, как износится остальная часть долота.
Система промывки с помощью буровых штанг: один путь, а не два.
И ещё один важный момент: отверстия для воды в долоте — это лишь заключительный участок промывочного пути, который начинается от насоса и проходит через всю буровую штангу. Чистое долото не будет промывать, если центральное отверстие штанги забито засохшей грязью, оставшейся с трёх смен. Чистая штанга не поможет, если отверстия для воды в долоте покрыты коркой минеральных отложений.
При устранении неполадок в системе промывки проверьте оба конца. Вытащите стержень и посмотрите сквозь него. Вытащите сверло и осмотрите отверстия для воды. Засор редко находится посередине системы — он почти всегда расположен на одном из концов, где сужение потока и перепады температуры приводят к наиболее быстрому образованию отложений.
В девяти случаях из десяти решение проблемы заключается не в увеличении напора воды. Это более чистая вода и более медленный, терпеливый подход к решению проблемы на вязкой почве. Насос почти никогда не является причиной неисправности.
