Comment utiliser scientifiquement les marteaux DTH et les forets pour réaliser des opérations de forage efficaces ?
1. La vitesse du marteau DTH pendant le forage
La vitesse du marteau DTH, pendant le processus de forage, la fonction principale de la rotation du marteau DTH est de faire tourner l'alliage du foret d'un certain angle pour impacter la roche la prochaine fois. Il existe de nombreuses descriptions de la vitesse du marteau DTH dans certains matériaux nationaux. Mais selon notre expérience, lors de l'impact sur la roche dure, il est plus raisonnable que le marteau DTH tourne de 1/3 à 1/2 pour chaque impact du marteau DTH. Un grand nombre de tests ont également prouvé l'influence de la vitesse du marteau DTH sur la vitesse de forage de la roche. Trop rapide ou trop lent affectera l'efficacité du forage.
Formule de vitesse de forage au marteau DTH : n=fd/πD
n------- Vitesse du marteau DTH (r/min)
f-------- Fréquence d'impact du marteau DTH (fois/min)
d-------- diamètre de l'alliage des dents latérales du foret (mm)
π----- pi (3.14)
D-------- diamètre du trou de perçage (mm)
La vitesse du marteau DTH n'est pas seulement liée à la fréquence du marteau, au diamètre du trou de forage, au diamètre de l'alliage des dents latérales du foret, mais a également une excellente relation avec les propriétés de la roche.
Les suggestions d’optimisation de la vitesse pour différents types de roches sont les suivantes :
Roche tendre (comme le schiste, le mudstone, etc.) : ce type de roche a une faible dureté et la vitesse peut être augmentée de manière appropriée. Il est généralement recommandé d'utiliser une vitesse de 20 à 40 tr/min. Une vitesse plus élevée peut accélérer l'efficacité de concassage et éviter une extrusion excessive du foret dans la roche tendre, ce qui entraîne un forage collant.
Roche mi-dure (comme le calcaire, le grès, etc.) : la vitesse conventionnelle est plus adaptée à 10-30 tr/min, ce qui peut garantir que le foret peut efficacement impacter et écraser la roche, et ne provoquera pas d'usure prématurée du foret en raison d'une vitesse excessive.
Roche dure (comme le granit, le basalte, etc.) : lors de l'impact sur une roche dure, la vitesse ne doit pas être trop rapide. Il est recommandé d'utiliser une vitesse de 5 à 15 tr/min. La vitesse plus lente permet au foret d'utiliser pleinement l'énergie d'impact et d'éviter une usure excessive ou même une fissuration des dents en alliage en raison de la rotation à grande vitesse.
Lors des opérations de forage, la durée de vie et le coût du foret sont une préoccupation majeure pour chaque utilisateur. Il faut donc étudier comment améliorer la durée de vie du foret. Une sélection de vitesse raisonnable peut non seulement augmenter la vitesse de forage, mais également augmenter la durée de vie de l'outil de forage et réduire le coût d'utilisation. Étant donné que la vitesse de forage est liée à de nombreux facteurs, qu'il s'agisse de la pression, de la dureté de la roche, de la fréquence du marteau de fond de trou ou de la forme et de la taille des dents en alliage du foret, nous devons apporter des corrections en fonction des conditions réelles lors du forage des roches. Pour la construction de puits d'eau, la vitesse générale de 10 à 30 tr/min est plus raisonnable.
2. Pression axiale pendant le perçage
L'objectif principal de la pression axiale (pression de forage) du marteau fond de trou pendant le forage est de surmonter la force de réaction lors de l'impact et de faire en sorte que l'alliage du trépan soit en contact étroit avec la roche au fond du trou. Cela dépend du type de marteau fond de trou, de la dureté de la roche et de la pression fournie au marteau fond de trou par le compresseur d'air. Chaque marteau fond de trou a sa propre plage de pression axiale. Lorsque le diamètre du trou augmente, la pression axiale augmente ; lorsque la pression augmente, la pression axiale augmente ; lorsque la dureté de la roche augmente, la pression axiale augmente. Mais en général, nous recommandons d'appliquer une pression axiale de 6 à 14,6 kg par millimètre de diamètre du trou.
Par exemple, lorsqu'on utilise un marteau fond de trou SPM360 avec un foret SPM360-152 pour percer un trou de 152 mm de diamètre à une pression inférieure à 1,7 Mpa, la pression axiale requise est de 6 kg × 152 = 912 kg. Mais lorsque la roche est plus dure, nous devons augmenter la pression axiale de manière appropriée, ce qui peut être déterminé en observant l'utilisation sur site de l'outil de forage.
Suggestions d'optimisation de la pression axiale sous différents types de roches :
Roche tendre : la pression axiale ne doit pas être trop importante. Il est recommandé d'appliquer une pression axiale de 4 à 8 kg par millimètre de diamètre de forage. Une pression axiale excessive peut facilement faire s'enfoncer le foret dans la roche tendre et provoquer un blocage du foret.
Roche mi-dure : Selon les recommandations conventionnelles, une pression axiale de 6 à 12 kg est appliquée par millimètre de diamètre de forage pour écraser efficacement la roche.
Roche dure : la pression axiale doit être augmentée de manière appropriée. Une pression axiale de 8 à 14,6 kg est appliquée par millimètre de diamètre de forage pour garantir que le foret peut impacter efficacement la roche dure.
Mais lorsque nous réalisons des trous profonds, nous devons tenir compte du poids de l'outil de forage, de sorte que la pression axiale réelle que nous obtenons doit être :
Pression axiale réelle = pression axiale théorique - poids mort de la tige de forage - poids mort du marteau fond de trou - poids mort du trépan
Des expériences ont montré qu'une pression axiale raisonnable peut améliorer l'efficacité du forage. Une augmentation aveugle de la pression axiale non seulement n'améliorera pas l'efficacité de l'impact, mais aggravera également l'usure du trépan. Par conséquent, le choix raisonnable de la pression axiale doit tenir compte des facteurs suivants : le type de marteau DTH et le diamètre du trou ; les propriétés physiques et mécaniques de la roche, principalement la dureté de la roche ; la pression et le volume de gaz fournis par le compresseur d'air au marteau DTH.
3. Couple de serrage pendant le perçage
Le couple requis pour que le marteau DTH puisse percer des trous est principalement fourni par l'appareil de forage, qui sert principalement à permettre au marteau DTH d'atteindre la rotation requise pendant la construction. En général, le couple de rotation requis pour chaque millimètre du diamètre du trou est de 1,06 N・M, ce qui est plus raisonnable, mais compte tenu d'autres facteurs dans le trou, nous recommandons que le couple pour chaque millimètre (mm) du diamètre du trou soit d'environ 2,7 N・M. En même temps, à mesure que la profondeur du trou augmente, le couple doit également augmenter ; la dureté de la roche devient plus dure et le couple doit également être augmenté. Par conséquent, lors du forage, nous devons tenir compte : du diamètre du trou ; de la profondeur du trou ; de la formation rocheuse.
▷ Suggestions d’optimisation du couple pour différents types de roches :
Roche tendre : le couple de serrage est relativement faible, environ 1,5 à 2,2 N·M par millimètre de diamètre de trou. Un couple plus faible peut répondre aux besoins de forage de la roche tendre et éviter l'effondrement du trou en raison d'un couple excessif.
Roche mi-dure : Le couple recommandé par millimètre de diamètre de perçage est de 2 à 2,5 N・M pour garantir que le marteau tourne de manière stable dans la roche mi-dure.
Roche dure : Le couple par millimètre de diamètre de forage peut être augmenté jusqu'à 2,5 - 3 N・M pour améliorer la capacité d'écrasement de la roche dure.
L'analyse ci-dessus a permis de conclure que les trois éléments du marteau fond de trou et du trépan pendant le forage sont importants, à savoir la vitesse, la pression axiale et le couple. Une sélection raisonnable des trois éléments du forage pendant le forage peut améliorer efficacement l'efficacité du forage et réduire les coûts d'utilisation.
