Detaljerad analys av olika borrstångstyper och viktiga försiktighetsåtgärder
Runda borrstänger, kolborrstänger och bergborrstänger är flitigt använda högprecisionsprodukter inom gruvdrift och kolutvinning, och deras kvalitet granskas därför noggrant. Under tillverkningen är balansering av hållfasthet och seghet en vanlig teknisk utmaning. Samtidigt, i takt med att riktnings- och horisontella brunnar i allt högre grad ersätter en del av den traditionella arbetsbelastningen för vertikala brunnar, har prestandakraven för borrstänger blivit alltmer krävande. I verkliga operationer är en viss grad av skador på borrstängerna också oundvikliga.
Spiralborrstänger utvecklas utifrån den höga vridmomentkapaciteten hos geologiska borrstänger och tillverkas med antingen enkelspiral- eller dubbelspiralblad med hjälp av förspänd lindning och helautomatiserade svetsprocesser. Produkter med diametrar på 42 mm och mindre klassificeras generellt som spiralborrstänger. Geologiska spiralborrstänger med diametrar upp till 73 mm kan matchas direkt med olika underjordiska gruvborriggar utan att ändra befintliga driftsmetoder. Riggen kan klämma fast den yttre cylindriska ytan direkt för både borrning och borrstångsbyte, vilket gör driften enklare och effektivare samtidigt som arbetsintensiteten minskas avsevärt.
Geologiska spiralborrstänger är huvudsakligen lämpade för djuphålsborrning i medelhårda och hårdare formationer och ger effektiv borttagning av borrkax. Standardspiralborrstänger är bättre lämpade för vattenprospekteringsborrning i kolsömmar och nära kolformationer, eftersom de erbjuder lägre vikt, enklare anslutning och snabbare transport av borrkax. I praktiska operationer bör användare följa principen att välja lägsta möjliga stålkvalitet som fortfarande uppfyller hållfasthetskraven. Att välja borrverktyg baserat på faktiska fältförhållanden kan minska anskaffningskostnaderna och sannolikheten för byggolyckor.
Baserat på gängprofil delas borrstångsanslutningar vanligtvis in i fyra typer: Invändig flush (IF), Full Hole (FH), Regular (REG) och Numrerad anslutning (NC). En korrekt gängad anslutning måste uppfylla tre kärnvillkor: matchande dimensioner, identisk gängtyp och korrekt kompatibilitet mellan hane och hona. Den grundläggande funktionsprincipen för en spiralborrstång är följande: kraft tillhandahålls huvudsakligen av borrvätska och motorsystemet. Borrvätska som pumpas av borrpumpen flödar genom borrsträngen in i hydraulmotorn i spiralborrstången. En tryckskillnad bildas mellan motorns inlopp och utlopp, vilket driver rotorns rotation. Vridmoment och hastighet överförs sedan genom universalaxeln och drivaxeln till borrkronan för att slutföra borrningen.
Vid produktion måste råmaterial först genomgå oförstörande kvalitetskontroll, följt av svetsning av stålrörets kropp och verktygsskarvar. Efter svetsning utförs värmebehandling efter svetsning och slutlig svetsfinish för att avlasta kvarvarande spänningar vid de svetsade skarvarna. Innan de färdiga stängerna målas och förpackas måste flera inspektioner genomföras, inklusive hårdhetsprovning, tryckprovning och oförstörande provning, för att säkerställa att kvalitetsstandarderna uppfylls. Stålrör och runda stålrör vid gruvdrift genomgår flera bearbetningssteg innan de blir färdiga borrstänger. Röret stukas först förtjockas för att öka väggtjockleken, sedan bearbetas gängorna och ett kopparpläteringslager appliceras för att förbättra hållfastheten och den övergripande prestandan.
Stångkroppen är vanligtvis tillverkad av specialrör för geologisk legering av stål, medan verktygsfogar är tillverkade av legerat konstruktionsstål. Efter vakuumhärdning och anlöpning kan utmattningshållfastheten och skjuvhållfastheten förbättras avsevärt. Avancerade friktionssvetsprocesser ger spiralborrstänger hög böjhållfasthet och pålitlig svetsintegritet. När en spiralborrstång används för att borra hål för ankare och kablar i sidoväggar, släpps kol- eller bergpulver ut längs de spiralformade räfflorna, vilket minskar eller eliminerar behovet av vattenassisterad dammborrning. Vid nedåtlutande väggrävning bidrar detta också till att minska vattenansamlingen vid gångytan. I kombination med pneumatiska kolborrar kan borrstänger avsevärt förbättra både tunnelhastighet och konstruktionskvalitet.
Följande försiktighetsåtgärder är viktiga vid användning. Blanda inte borrstänger med olika gängtyper under några omständigheter. Även stänger med samma nominella gängtyp från olika tillverkare bör inte blandas, eftersom skillnader i tekniska specifikationer, bearbetningsmetoder, verktyg och utrustning oundvikligen leder till skillnader i tolerans och gängpassning, vilket skapar säkerhetsrisker. Blanda inte stänger med stora skillnader i livslängd eller slitage, eftersom detta också kan öka driftsrisken. Om lokala gängskador upptäcks, till exempel runt ett till två gängvarv över ungefär 10 mm längd, reparera dem omedelbart innan återanvändning för att säkerställa säker drift.
