Hur mycket vikt bör du lägga på en DTH-hammare? Svaret ändras med varje meter du borrar

Fråga tre borrare hur mycket matningstryck man ska lägga på en sänkborrhammare så får du tre svar – och alla tre kan vara fel på olika djup. Matningstrycket på en sänkborrrigg är inte en parameter man ställer in och glömmer. Det är ett rörligt mål som förändras med borrkronans diameter, bergets hårdhet och – avgörande – med hur mycket borrsträng som redan hänger i borrhålet.

Så här räknar du ut rätt nummer, och varför fel siffra i båda riktningarna förstör bits och hammare.

Matningstryckets uppgift: Håll det bara på plats

En sänkborrhammare utför brytarbetet med kolven, inte matningssystemet. Matningstrycket har en funktion: att hålla borret i fast kontakt med botten av hålet så att kolvens energi går in i berget istället för att ringa tillbaka genom hammaren.

Det betyder att matningskraften måste vara precis tillräcklig för att motverka återstudsen från kolvstöten – hammarens tendens att studsa mot botten efter varje slag. För lite matning, och hammaren studsar. För mycket matning, och du kämpar mot berget och belastar komponenter som inte borde belastas. Den optimala punkten är smal och förskjuts ständigt.

Tumregeln: 500 pund per tum

För att påbörja ett hål – kragfräsning – är branschstandardutgångspunkten enkel: 500 pund matningskraft per tum borrdiameter, eller 9 kilogram per millimeter.

Ett 6,5-tums borr: 500 × 6,5 = 3 250 pund. Ett 165 mm borr: 9 × 165 = 1 485 kilogram. Det är ditt startmatningstryck.

Men här är den del som de flesta missar: det är enutgångspunkt, inte en inställning. Det är rätt siffra för den första metern av hålet. Allt eftersom hålet blir djupare ändras siffran.

Rättelsen ingen gör: Borrsträngens vikt

Tryckmätaren på riggen visar matningskraften som maskinen applicerar. Men den faktiska kraften på borrkronan längst ner i hålet är annorlunda – eftersom själva borrsträngen väger något, och den vikten trycker ner på borrkronan genom hammaren.

Vid ytan är mättrycket lika med borrkraften, eftersom strängen inte hänger än. Vid 50 meter kan strängen – stänger plus hammare – väga ett ton. Vid 200 meter, flera ton. Den vikten är gravitationen som gör matningssystemets jobb. Om du lämnar matningsinställningen på kragevärdet, kommerfaktiskbitkraften är nu kragevärdetplussträngens vikt. Du övermatar med exakt samma vikt som strängen.

Korrigeringen är enkel: minska matningstrycket när hålet blir djupare, subtrahera borrsträngens vikt från kragevärdet. Behållbitkraftkonstant, inte mätaravläsningen. I praktiken betyder detta att mätartrycket ska sjunka allt eftersom borrhålet går ner.

Varför för mycket vikt är ett problem

Frestelsen är alltid att lägga på vikt för att påskynda penetrationen. Det fungerar inte så med en sänkborrhammare. Kolven gör brytningen, och kolvens energi bestäms av hammarens konstruktion. Extra matningskraft gör inte att kolven slår hårdare. Den bara:

Minskar borrets livslängd.För mycket matning pressar borrinsatserna hårdare mot berget under rotationsfasen, vilket accelererar slitage på mätraden. Skären utför redan maximalt arbete; extra matning slipar dem bara hårdare mot slipande berg.

Belastar splines och chucken.Borret överför rotationsmoment genom splines. Extra matningskraft ökar friktionen vid gränssnittet mellan borrkrona och berget, vilket ökar momentbehovet och belastar splines hårdare. Splineslitage är en av de vanligaste orsakerna till för tidig hammarbrytning.

Böjer strängen.I hårt, ojämnt berg böjer överdriven matningskraft borrsträngen. En böjd sträng under stötbelastning är en sträng under böjutmattning. Både stängerna och hammarkroppen drabbas.

Varför för lite vikt är värre

Om för hög matning långsamt minskar verktygets livslängd, orsakar otillräcklig matning plötsliga, dramatiska fel. En undermatad hammare studsar. När borret lämnar botten mellan slag:

Hålet vandrar.Ett studsande borr kan inte spåra rakt. Hålet avviker. I djupa hål blir några graders avvikelse upptill meter av sidoförskjutning nedtill.

Kolven avfyras med blankt tryck.När borret är ur botten har kolvens energi ingenstans att ta vägen. Den ringer genom hammarkroppen istället för berget. Tom avfyrning är det snabbaste sättet att förstöra en hammares interna komponenter.

Splinesna värms upp.Ett studsande borr vibrerar i chucken. Friktionen mellan borrskaftet och splinesytorna genererar extrema lokala temperaturer. Värmeskador på splines är oåterkalleliga – när ytorna väl är värmepåverkade går de sönder oavsett vad du gör efteråt.

Inläggen sticker ut.Vibrationerna och vibrationerna från studsande hammare får skären att sitta kvar på plats. Undermatad borrning är en ledande orsak till skärförlust – skären går inte sönder, de faller bara ut eftersom borret aldrig roterade tillräckligt stadigt för att hålla dem på plats.

Den praktiska rutinen

Här är arbetsmetoden:

1. Börja med tumregeln.500 lbs per tum, eller 9 kg per millimeter, vid kragesättning.

2. Titta på beteendet, inte mätaren.Rätt matningstryck är det där hammaren går jämnt, utan studs och utan vibrationer. Om du hör hårda metalliska stötar, mata till något. Om rotationsmotorn arbetar eller inträngningen stannar, backa.

3. Justera för djup.Allt eftersom snöret växer, subtrahera snörets vikt. Håll borrkraften konstant, inte mätaravläsningen.

4. Justera för sten.Mjukare berg behöver mindre matning – borrkronan penetrerar lätt, och för mycket matning packar ringen. Hårdare berg behöver mer matning – men bara upp till den punkt där skären slutar studsa och börjar krossas.

5. Tvinga det aldrig fram.När inträngningen stannar är lösningen nästan aldrig mer matning. Kontrollera borrets skick, kontrollera lufttrycket, kontrollera hammaren. Matningstryck är en kontaktparameter, inte en inträngningsparameter.

Borraren som förstår matningstryck är inte den som ställer in ett nummer och går därifrån. Det är den som tittar på hammaren, lyssnar på ljudet och gör små justeringar med några meters mellanrum. Mätaren är en referens. Hammaren är auktoriteten.