Высоконапорные пневматические молотки ДТХ: что на самом деле дает дополнительное давление?
Стандартный пневматический буровой молоток, работающий при давлении 10 бар (0,56 МПа), сверлит отверстие. Мощный буровой молоток, работающий при давлении 25 бар (2,46 МПа), сверлит то же отверстие примерно вдвое быстрее, расходует меньше топлива на метр и изнашивает меньше деталей.
Физика проста: чем выше давление воздуха, тем сильнее удар поршня, а это, в свою очередь, означает более быстрое разрушение породы на поверхности долота. Но конструктивные последствия выходят за рамки простого увеличения мощности компрессора. Молоток, предназначенный для работы под высоким давлением, принципиально отличается от молотка, разработанного для стандартного давления, и эти различия проявляются повсюду: от внутренней геометрии поршня до металлургии износостойкой втулки и графика технического обслуживания.
Вот что обеспечивает правильно сконструированный высоконапорный погружной буровой молот, и почему это важно, если вы занимаетесь бурением взрывных скважин, водяных колодцев или анкерных отверстий.
Более быстрое проникновение — и почему это усугубляется
Главное преимущество: ударные молотки высокого давления бурят быстрее. При давлении 1,7-2,5 МПа скорость проходки обычно вдвое выше, чем при 1,0 МПа в той же породе.
Причина не только в том, что удар получается сильнее. Дело в том, что внутренняя геометрия поршня — длина хода, масса поршня, фазы газораспределения — оптимизирована для конкретного диапазона давления. Молоток, разработанный с нуля для работы при давлении 25 бар, обеспечивает идеальную передачу энергии от сжатого воздуха к поршню и долоту. Стандартный молоток с повышенным давлением не обеспечивает такого же повышения эффективности, потому что внутренние компоненты не рассчитаны на более высокую энергию удара.
Эффект накопления: более быстрое бурение означает, что компрессор работает меньше часов на метр скважины. Расход топлива на метр снижается. Стоимость рабочей силы на метр снижается. И буровая установка быстрее переходит к следующей скважине, что очень важно при бурении десятков или сотен взрывных скважин.
Защитный чехол, который работает дважды.
В высоконапорных пневматических молотках используется закалённая износостойкая втулка — внешний кожух, который принимает на себя истирание от бурового шлама, проносящегося мимо с высокой скоростью. Это расходный материал, но хорошо спроектированную втулку можно перевернуть с одного конца на другой, когда один из концов износится сверх допустимых пределов, что фактически удваивает срок её службы.
Это важнее, чем кажется. Износостойкая втулка — это наиболее часто заменяемый компонент бурового молотка ДТХ после долота. Втулка, которая служит вдвое дольше, снижает затраты на замену деталей и, что более важно, сокращает время простоя на ее замену. На буровой площадке, где молоток работает десять часов в день, каждая предотвращенная замена втулки — это дополнительный час бурения.
Меньше деталей, проще обслуживание
Откройте пневматический молоток высокого давления, и вы обнаружите поршень, обратный клапан, распределитель, патрон и несколько изнашиваемых деталей. Вот и все. Внутренняя конструкция разработана для обеспечения надежности за счет простоты — меньше компонентов, подверженных поломкам, меньше изнашиваемых соединений, меньше возможностей для возникновения неполадок на глубине 200 метров.
Соответственно, выездное обслуживание также не представляет сложности. Для разборки требуются простые инструменты и никаких специальных приспособлений. Сборка выполняется в последовательности, которую сложно ошибиться. Для объекта, где буровой молот обслуживается между сменами буровой бригадой, а не штатным механиком, простота — это не роскошь, а разница между десятиминутным обслуживанием и вызовом ремонтной мастерской.
Область применения
Высоконапорные пневматические молотки ДТХ рассчитаны на диаметры скважин от примерно 80 мм до 185 мм — оптимальный диапазон для взрывных работ в горнодобывающей промышленности и карьерах. Они справляются со всем, от среднетвердого известняка до самых твердых гранитов и кварцитов. Диапазон рабочего давления широк: большинство высоконапорных молотков работают в диапазоне от 0,56 МПа до 2,46 МПа, поэтому они могут работать с компрессорами различной мощности без перенастройки.
Помимо бурения взрывных скважин, те же самые молотки используются для бурения анкерных отверстий для стабилизации склонов, отверстий для цементации при строительстве фундаментов плотин и скважин для воды в тех случаях, когда грунт слишком твердый для роторного бурения. Благодаря своей универсальности подрядчик, имеющий в своем распоряжении один или два размера молотков, может выполнять широкий спектр работ.
Уравнение стоимости за метр
В конечном счете, каждая покупка гидромолота — это решение, основанное на стоимости за каждый метр. Сам молот имеет свою цену. Долота имеют свою цену. Компрессор потребляет топливо. Бригада обходится в деньги в час. Расчет прост: общая стоимость, деленная на общее количество метров.
Ударные молотки высокого давления улучшают этот показатель на каждом участке. Более быстрое бурение означает меньшее количество часов работы компрессора и сокращение времени работы бригады на каждый метр. Более длительный срок службы компонентов — благодаря обратимой износостойкой втулке, упрочненным внутренним поверхностям и оптимизированной динамике поршня, снижающей внутренний износ, — означает меньшее количество заменяемых деталей на тысячу метров. Более простое обслуживание на месте означает сокращение времени, не связанного с бурением.
Первоначальная цена высоконапорного молотка выше, чем у его стандартного аналога. Но стоимость за метр, амортизированная на протяжении всего срока службы молотка, почти всегда значительно ниже. Расчеты просты. Сложность заключается в том, чтобы убедить отдел закупок не ограничиваться ценой по счету-фактуре, а учитывать стоимость за метр. Если вы утверждаете бюджеты на инструменты, проведите расчеты в обоих направлениях. Более дешевый молоток в заказе на покупку часто оказывается более дорогим в отчете о бурении.
