สามตัวเลขที่ควบคุมทุกรูเจาะ ดีทีเอช: การหมุน การป้อน และแรงบิด
การเจาะแบบ ดีทีเอช ทุกครั้งขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์สามอย่าง ได้แก่ ความเร็วรอบ แรงดันป้อน และแรงบิดในการหมุน หากได้ค่าที่ถูกต้องทั้งสามอย่าง การเจาะรูจะเป็นไปเอง แต่หากค่าใดค่าหนึ่งผิดพลาด คุณอาจสิ้นเปลืองอายุการใช้งานของดอกสว่าน ทำให้สายเจาะงอ หรือเจาะไม่สำเร็จ
ปัญหาคือตัวเลขทั้งสามนี้มีความสัมพันธ์กันและเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา ทั้งตามความลึก ความแข็งของหิน และการสึกหรอของดอกสว่าน ต่อไปนี้คือวิธีคิดเกี่ยวกับแต่ละตัวเลข พร้อมด้วยสูตรภาคสนามและหลักการทั่วไปที่ผู้เจาะที่มีประสบการณ์ใช้จริง
ความเร็วในการหมุน: ปรับดัชนีให้ตรงกับแรงกระแทก
หน้าที่ของการหมุนคือการเคลื่อนหัวเจาะไปยังหินใหม่ระหว่างการกระแทกของลูกสูบ หัวเจาะไม่ควรชนจุดเดิมซ้ำสองครั้ง แต่ก็ไม่ควรหมุนมากเกินไปจนทิ้งสันหินที่ไม่แตกหักไว้ระหว่างหลุมกระแทก
จุดที่เหมาะสมที่สุด โดยอิงจากการทดสอบภาคสนามในหินแข็ง: การกระแทกแต่ละครั้งควรทำให้ตัวแทรกวัดขนาดด้านนอกเคลื่อนที่ไปประมาณหนึ่งในสามถึงครึ่งหนึ่งของเส้นผ่านศูนย์กลางของตัวแทรกเอง หากน้อยกว่านั้นจะเท่ากับเป็นการกระแทกหินก้อนเดิมซ้ำ หากมากกว่านั้นจะทำให้เกิดร่องบนหิน
มีสูตรสำหรับเรื่องนี้: ความเร็วในการหมุนเท่ากับความถี่ของการกระแทกคูณด้วยเส้นผ่านศูนย์กลางของเม็ดมีด หารด้วยค่าพายคูณด้วยเส้นผ่านศูนย์กลางของรู
n = f × d / (π × D)
โดยที่ n คือความเร็วรอบในหน่วย รอบต่อนาที, f คือความถี่ในการกระแทกในหน่วยครั้งต่อนาที, d คือเส้นผ่านศูนย์กลางของตัวแทรกเกจ และ D คือเส้นผ่านศูนย์กลางของรู
หลักการนั้นง่ายมาก: เม็ดมีดจะต้องเคลื่อนที่เท่ากับเส้นผ่านศูนย์กลางของเม็ดมีดต่อการกระแทกหนึ่งครั้ง และเส้นรอบวงของรูจะเป็นตัวกำหนดว่าเม็ดมีดจะพอดีกี่เส้นผ่านศูนย์กลางในหนึ่งรอบการหมุน สูตรจะแปลงรูปทรงเรขาคณิตนั้นให้เป็นความเร็วรอบ (รอบต่อนาที)
ในทางปฏิบัติ สำหรับการเจาะบ่อน้ำ ความเร็วรอบการทำงานโดยทั่วไปจะอยู่ที่ 10-30 รอบต่อนาที ความเร็วรอบจะช้าลงในหินแข็งที่การกระแทกแต่ละครั้งต้องใช้เวลาสัมผัสเต็มที่เพื่อให้เกิดการแตก และความเร็วรอบจะเร็วขึ้นในหินอ่อนที่การเจาะลึกและหัวเจาะสามารถปรับตำแหน่งได้มากขึ้นระหว่างการกระแทกแต่ละครั้ง
แรงดันป้อน: ช่วงกว้างกว่าที่คุณคิด
หน้าที่ของแรงดันป้อนคือการทำให้หัวเจาะแนบกับหิน เพื่อให้พลังงานของลูกสูบไปใช้ในการแตกหินแทนที่จะดีดกลับ ค่าที่เหมาะสมขึ้นอยู่กับชนิดของหัวเจาะ ความแข็งของหิน และแรงดันอากาศ
ช่วงการทำงานอยู่ที่ 6 ถึง 14.6 กิโลกรัมต่อมิลลิเมตรของเส้นผ่านศูนย์กลางดอกสว่าน ที่ช่วงต่ำ เหมาะสำหรับหินอ่อนและแรงดันลมต่ำ ที่ช่วงสูง เหมาะสำหรับหินแข็งและแรงดันลมสูง
ตัวอย่างที่เป็นรูปธรรม: ดอกสว่านขนาด 152 มม. ที่ทำงานด้วยแรงดันอากาศน้อยกว่า 1.7 เมกะปาสคาล จะต้องการแรงป้อนประมาณ 6 × 152 = 912 กิโลกรัม สำหรับหินที่แข็งกว่า ให้เพิ่มแรงป้อนไปที่ช่วงบนสุด เช่น 10, 12 หรือแม้แต่ 14 กิโลกรัมต่อมิลลิเมตร โดยสังเกตพฤติกรรมของดอกสว่านไปด้วย
การปรับแก้สำหรับหลุมลึกจากบทความก่อนหน้านี้ใช้ได้กับกรณีนี้เช่นกัน: แรงดันป้อนลงหลุมจริงเท่ากับค่าทางทฤษฎีลบด้วยน้ำหนักของชุดเจาะ ค้อน และดอกสว่าน เมื่อหลุมลึกขึ้น ให้หักน้ำหนักที่แขวนอยู่จากค่าที่อ่านได้จากมาตรวัด เพื่อรักษาระดับแรงดันดอกสว่านให้คงที่
และคำเตือนเดิม: การป้อนมากเกินไปไม่ได้หมายความว่าการแทรกซึมจะมากขึ้น ลูกสูบทำหน้าที่ในการแตก การป้อนเป็นเพียงการรักษาการสัมผัสเท่านั้น การป้อนมากเกินไปจะทำให้เม็ดมีดสึกหรอ ร่องฟันรับภาระมากเกินไป และสายเอ็นงอโดยไม่ได้รับประโยชน์ใดๆ
แรงบิด: ตัวเลขที่ไม่มีใครคำนวณ
แรงบิดมักได้รับความสนใจน้อยที่สุด เพราะโดยปกติแล้วมันก็คือแรงบิดที่มอเตอร์หมุนสร้างขึ้นมา แต่แรงบิดนั้นมีความสำคัญ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในหลุมลึกและหินแข็ง
ตามทฤษฎีแล้ว แรงบิดที่ต้องการอยู่ที่ประมาณ 1.06 นิวตัน-เมตร ต่อมิลลิเมตรของเส้นผ่านศูนย์กลางดอกสว่าน แต่ในการใช้งานจริง ควรเผื่อแรงบิดไว้มากกว่านั้น คือประมาณ 2.7 นิวตัน-เมตร ต่อมิลลิเมตร เพื่อชดเชยแรงเสียดทานในรูเจาะ เศษหินในช่องว่างระหว่างดอกสว่านกับฐาน และแรงต้านที่เพิ่มขึ้นของดอกสว่านที่ยาวขึ้น
ดอกสว่านขนาด 152 มม. ต้องการแรงบิดในการหมุนประมาณ 2.7 × 152 = 410 นิวตันเมตร นี่คือค่าที่ใช้งานได้จริง ไม่ใช่ค่าต่ำสุดทางทฤษฎี ในหลุมลึก ควรเพิ่มแรงบิด ในหินแข็งและหินที่สึกกร่อน ควรเพิ่มแรงบิดมากขึ้น ความต้องการแรงบิดจะเพิ่มขึ้นตามความยาวของสายสว่านและความแข็งของหิน
หากมอเตอร์หมุนทำงานหนักเกินไป — กระตุก สะดุด หรือร้อนจัด แสดงว่าแรงบิดที่ต้องการมีมากกว่าแรงบิดที่ผลิตได้ นั่นเป็นสัญญาณให้ตรวจสอบรูเจาะ: เศษวัสดุอุดตัน ผนังยุบ หรือดอกสว่านติดขัด อย่าฝืนเร่งเครื่องต่อไป
พารามิเตอร์ทั้งสามรวมกัน
นี่คือกรอบการทำงานที่เชื่อมโยงทั้งสามสิ่งเข้าด้วยกัน:
ความเร็วรอบควบคุมระยะการเคลื่อนที่ของดอกสว่านระหว่างการกระแทกแต่ละครั้ง หากช้าเกินไปจะสิ้นเปลืองพลังงานในการกระแทกกับหินที่แตกอยู่แล้ว หากเร็วเกินไปจะทำให้เกิดร่องและทำให้หัวเจาะสึกหรอ
แรงดันป้อนค่านี้ควบคุมว่าดอกสว่านจะอยู่กับที่หรือไม่ ถ้าตั้งค่าน้อยเกินไป ค้อนจะกระเด้งและลูกสูบจะยิงเปล่า ถ้าตั้งค่ามากเกินไป จะทำให้เม็ดมีดสึกหรอและทำให้ร่องฟันติดขัด
แรงบิดแรงบิดจะควบคุมว่าดอกสว่านจะหมุนได้หรือไม่ แรงบิดที่ไม่เพียงพอจะทำให้สายสว่านติดอยู่ในรู แรงบิดที่มากเกินไปแสดงว่ามีปัญหาในรู
พวกมันทำงานร่วมกัน แรงดันป้อนสูงจะเพิ่มความต้องการแรงบิด ความเร็วในการหมุนสูงจะเพิ่มการสึกหรอของเม็ดมีด แรงบิดสูงในหินอ่อนหมายความว่าดอกสว่านจะติดขัด ตัวเลขทั้งสามเป็นระบบ ไม่ใช่รายการตรวจสอบ
ช่างเจาะที่เข้าใจระบบนี้ไม่จำเป็นต้องใช้คู่มือ พวกเขาอ่านข้อมูลจากหลุมเจาะ — อัตราการเจาะ อากาศที่ไหลกลับ เสียงมอเตอร์หมุน การสั่นสะเทือนผ่านระบบควบคุม — และปรับพารามิเตอร์ทั้งสามอย่างพร้อมกันอย่างต่อเนื่องทีละเล็กน้อย นั่นคือความแตกต่างระหว่างการเจาะตามคู่มือกับการเจาะตามสภาพหลุมเจาะ
