การใช้ดอกสว่านแบบไตรโคน: น้ำหนักที่กดลงบนดอกสว่านและรอบหมุนต่อนาที ส่งผลต่อหินอย่างไร
ดอกสว่านสามแฉกที่ก้นหลุมกำลังทำสิ่งใดสิ่งหนึ่งในสามอย่างกับชั้นหิน แต่มีเพียงสิ่งเดียวเท่านั้นที่เป็นการเจาะ
เมื่อน้ำหนักกดลงบนหัวเจาะต่ำ — ต่ำกว่าจุดรับแรงอัดของหิน — ฟันของดอกสว่านจะไม่กัดลงไป แต่จะลื่นไถลไปตามพื้นด้านล่าง บดหินด้วยแรงเสียดทาน การเจาะจึงน้อยมาก ฟันสึกหรออย่างรวดเร็วโดยแทบไม่มีความคืบหน้า นี่คือการบดที่ผิวหน้า และเป็นวิธีที่สิ้นเปลืองที่สุดในการหมุนดอกสว่าน เพราะคุณกำลังสิ้นเปลืองคาร์ไบด์และอายุการใช้งานของตลับลูกปืนโดยแทบไม่มีระยะทางเลย
ที่ระดับแรงกดปานกลาง — ใกล้เคียงแต่ไม่เกินกำลังรับแรงอัดของหิน — ฟันของเครื่องเจาะยังไม่ทะลุเข้าไปเต็มที่ แต่ก็กำลังทำสิ่งที่เป็นประโยชน์อยู่ นั่นคือการสร้างเครือข่ายรอยแตกขนาดเล็กบนพื้นผิวของหิน การกระแทกของฟันแต่ละครั้งจะขยายรอยแตกออกไปเล็กน้อย ในที่สุด หลังจากผ่านไปหลายรอบ หินก็จะเกิดความล้าและแตกออกเป็นชิ้นเล็กๆ มันได้ผล แต่ช้า นี่คือโซนการบดอัดจากความล้า
เมื่อแรงกดจากหัวเจาะถึงระดับสูงสุด (เกินกำลังรับแรงอัดของหิน) ฟันของหัวเจาะจะจมลงไป การเจาะแต่ละครั้งจะสร้างหลุมขนาดใหญ่ผ่านการแตกหักแบบเปราะบาง เศษหินกระเด็นออกมา หัวเจาะเคลื่อนที่ไปข้างหน้า นี่คือการบดอัดปริมาตร และเป็นเพียงบริเวณเดียวที่คุณกำลังเจาะอยู่จริง ๆ
เคล็ดลับไม่ได้อยู่ที่การยกน้ำหนักให้มากพอจนสามารถทำลายสถิติการยกน้ำหนักแบบเต็มรูปแบบได้เท่านั้น แต่เป็นเรื่องของการยกน้ำหนักแบบ...ขวาน้ำหนักและขวาความเร็วรอบที่เหมาะสมกับหินที่คุณกำลังเจาะ เพราะความสัมพันธ์ระหว่างแรงกดบนดอกสว่าน (ดับเบิลยูโอบี), ความเร็วรอบต่อนาที (รอบต่อนาที) และอัตราการเจาะจะเปลี่ยนแปลงอย่างมาก ขึ้นอยู่กับสิ่งที่อยู่ใต้ดอกสว่าน
สิ่งที่หินทำต่อพารามิเตอร์
โครงสร้างที่อ่อนนุ่มและยืดหยุ่น— ดินเหนียว หินดินดานอ่อน ทรายที่ไม่แข็งตัว ฟันสว่านเจาะเข้าไปได้ง่าย ปัจจัยจำกัดไม่ใช่การเจาะเข้าไปในหิน แต่เป็นการทำความสะอาดรูให้เร็วพอเพื่อป้องกันไม่ให้ดอกสว่านอุดตัน ใช้แรงกดบนแท่นเจาะในระดับปานกลาง — มากพอที่จะทำให้ฟันสว่านยังคงทำงานอยู่ แต่ไม่มากเกินไปจนดอกสว่านอุดตัน ใช้ความเร็วรอบสูงที่สุดเท่าที่สายสว่านและแท่นเจาะของคุณจะรับไหว เพราะอัตราการเจาะในชั้นหินเหล่านี้จะแปรผันตรงกับความเร็วในการหมุนเกือบเป็นเส้นตรง เพิ่มความเร็วรอบเป็นสองเท่า การเจาะก็จะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าโดยประมาณ ฟันสว่านไม่สึกหรอมากในหินอ่อน ดังนั้นความเร็วจึงไม่ใช่ปัญหา
การก่อตัวที่มีความแข็งปานกลาง— หินปูนแข็ง หินโดโลไมต์ หินทรายปานกลาง ตรงนี้เกมจะเปลี่ยนไป ฟันต้องบดให้แตกเพื่อเจาะเข้าไป และการบดต้องใช้เวลา แรงกระแทกต้องแพร่กระจายผ่านหิน รอยแตกต้องเกิดขึ้น เศษหินต้องแยกตัวออก ถ้าคุณหมุนเร็วเกินไป ฟันจะเคลื่อนตัวออกไปก่อนที่การแตกจะเสร็จสมบูรณ์ — คุณจะทิ้งรอยแตกที่ไม่สมบูรณ์ไว้ที่ด้านล่างแทนที่จะกำจัดเศษหินออกไปทั้งหมด ผลที่ได้คือ รอบต่อนาทีที่สูงขึ้นไม่ได้ทำให้การเจาะเร็วขึ้นตามสัดส่วน มันแค่ทำให้ฟันสึกเร็วขึ้นเพราะมันกระทบกับหินที่แตกบางส่วนด้วยความเร็วพื้นผิวที่สูงขึ้น
ในทางปฏิบัติ: สำหรับหินที่มีความแข็งปานกลาง (ประมาณ 6-7 บนมาตราส่วน โปรโตดียาโคนอฟ) การเพิ่มรอบต่อนาทีเป็นสองเท่าอาจทำให้เจาะได้ลึกขึ้น 50-70% ไม่ใช่ 100% ประสิทธิภาพที่ลดลงจะมากขึ้นตามความแข็งของหินที่เพิ่มขึ้น
ลักษณะแข็งและขรุขระ— หินแกรนิต หินควอตไซต์ หินเชิร์ต ตอนนี้คุณมีปัญหาอยู่สองอย่าง: หินใช้เวลานานในการแตก และหินก็ทำให้ฟันสึกหรอขณะที่มันทำงาน ความเร็วรอบที่สูงเกินกว่าจุดที่เหมาะสมจะส่งผลเสียอย่างมาก ฟันไม่สามารถทำให้กระบวนการแตกสมบูรณ์ได้ที่ความเร็วสูงขึ้น ดังนั้นการเจาะจึงหยุดชะงักหรือลดลง ในขณะเดียวกัน คาร์ไบด์ก็กำลังเสียดสีกับหินแข็งที่มีฤทธิ์กัดกร่อนด้วยความเร็วเชิงเส้นที่สูงขึ้น ดังนั้นการสึกหรอจึงเร่งตัวขึ้น หินแต่ละชนิดมีขีดจำกัดความเร็วรอบที่ใช้งานได้จริง ซึ่งหากเกินกว่านั้น คุณก็แค่เปลี่ยนอายุการใช้งานของดอกสว่านให้กลายเป็นเสียงรบกวนเท่านั้น
ข้อมูลจากการทดลองยืนยันเรื่องนี้ ในการทดสอบแบบควบคุมกับหินหลายเกรด การเพิ่มความเร็วรอบเป็นสองเท่าทำให้เจาะหินอ่อนเกรด 4 ได้มากขึ้น 93% แต่เจาะหินแกรนิตพอร์ฟิริติกเกรด 9 ได้เพิ่มขึ้นเพียง 28% เท่านั้น จากเกรด 4 ถึง 9 ประโยชน์ของการเพิ่มความเร็วรอบจะลดลงเรื่อยๆ ในหินที่แข็งที่สุดและมีฤทธิ์กัดกร่อนสูง การเพิ่มความเร็วรอบแทบไม่มีประโยชน์อะไรเลย มีแต่จะทำให้อายุการใช้งานของดอกสว่านสั้นลง
จุดสุดยอดของ ดับเบิลยูโอบี ทีละเพลง
ลักษณะเหนียวคล้ายพลาสติก(ดินเหนียว หินโคลน หินดินดานอ่อน): แรงกดหัวเจาะเบา ชั้นหินเหล่านี้ตัดได้ง่าย หากใช้แรงกดมากเกินไปจะทำให้หินอัดแน่นเข้าไปในช่องว่างระหว่างฟันหัวเจาะและทำให้หัวเจาะติดขัด น้ำยาเจาะที่มีความหนืดต่ำและความหนาแน่นต่ำจะช่วยป้องกันการบวมและการติดขัด หินดินดานที่มีคาร์บอนเป็นองค์ประกอบหลักมีแนวโน้มที่จะยุบตัวได้ง่ายเป็นพิเศษ จึงควรควบคุมการไหลของของเหลวและใช้แรงกดหัวเจาะให้เบา
การก่อตัวที่กัดกร่อน(หินทรายควอตซ์, หินกรวด): น้ำหนักกดหัวเจาะสูงขึ้น หากคุณไม่กดแรงพอที่จะให้ฟันหัวเจาะบดหินอย่างเต็มที่ ฟันจะเสียเวลามากเกินไปในโซนความล้า บดกับเนื้อหินและสึกจนแบน น้ำหนักที่มากขึ้นหมายถึงการบดน้อยลงและการบดอัดมากขึ้น ซึ่งในทางกลับกันจะช่วยลดการสึกหรอของฟัน หินกรวดเพิ่มความเสี่ยงต่อการกระโดดของหัวเจาะและความเสียหายจากการกระแทก — รักษาความมั่นคงของสายเจาะและอย่าหมุนมากเกินไป
โครงสร้างที่แตกหักและเป็นโพรง(หินปูนคาร์สต์, เขตแนวรอยแตก): ลดแรงกดบนดอกสว่าน เมื่อดอกสว่านกระทบกับช่องว่างหรือเขตแนวรอยแตก น้ำหนักจะลดลงอย่างกะทันหันแล้วก็กระแทกกลับเข้ามา แรงกดบนดอกสว่านสูงในสภาวะเช่นนี้จะทำให้ฟันดอกสว่านหักและทำให้ตลับลูกปืนเสียหาย ลดน้ำหนักลง หมุนอย่างสม่ำเสมอ และปล่อยให้ดอกสว่านทำงานผ่านเขตที่แตกหักโดยไม่ต้องฝืนมัน
ชั้นหินสลับชั้น(ชั้นหินแข็งและอ่อนสลับกัน): นี่คือส่วนที่ยากที่สุดในการปรับแต่ง ดอกสว่านจะพบกับความแข็งของหินที่เปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา แรงกดที่เหมาะสมสำหรับชั้นหินแข็งนั้นมากเกินไปสำหรับชั้นหินอ่อน ทางออกคือ: ปรับแต่งให้เหมาะสมกับชั้นหินแข็งและยอมรับประสิทธิภาพที่อาจไม่ดีที่สุดในชั้นหินอ่อน ดอกสว่านที่ทนทานต่อชั้นหินแข็งจะเจาะได้เร็วกว่าดอกสว่านที่ปรับแต่งให้เหมาะสมกับชั้นหินอ่อนและพังง่ายเมื่อเจอกับชั้นหินแข็ง
กฎที่เชื่อมโยงทุกอย่างเข้าด้วยกัน
แรงกดที่หัวกัด (ดับเบิลยูโอบี) ช่วยให้คุณกัดเข้าไปในหินได้ ความเร็วรอบ (รอบต่อนาที) กำหนดว่าคุณจะได้กัดกี่ครั้งต่อนาที แต่หินเป็นตัวกำหนดความเร็วสูงสุดว่าการกัดจะเสร็จสมบูรณ์ได้เร็วแค่ไหนก่อนที่ฟันจะเคลื่อนไปที่อื่น
ถ้าคุณจำอะไรไม่ได้เลย: หินอ่อนชอบรอบหมุนสูง หินแข็งต้องการเวลา การใช้ความเร็วมากเกินไปกับหินแข็งไม่ได้ทำให้เจาะได้เร็วขึ้น แต่จะทำให้ดอกสว่านสึกหรอเร็วขึ้น การใช้แรงกดมากเกินไปกับหินอ่อนไม่ได้ทำให้เจาะได้ลึกขึ้น แต่จะทำให้ดอกสว่านอัดแน่นขึ้น หาจุดสมดุลให้ถูกต้อง แล้วดอกสว่านที่ใช้ช้ามากในหลุมก่อนหน้านี้ ก็จะกลายเป็นดอกสว่านที่ลูกทีมแย่งกันใช้
