Скачок производительности

Буровые инструменты и материалы, из которых они изготовлены — важная составляющая эффективности и производительности бурового станка наряду с пневматическим и гидравлическим оборудованием, двигателем и другими главными компонентами. Производимые Sandvik твердосплавные коронки всегда отличались неповторимыми особенностями: от твердосплавных порошков, используемых при производстве, до конструкции готовых изделий. Теперь компания представляет новые модели бурового инструмента.

«Мы хотели существенно повысить эффективность бурового инструмента при бурении выносным гидроперфоратором, — рассказывает Роберт Грандин, руководитель производства бурового инструмента для подземных работ Sandvik Mining and Rock Technology — Традиционно считалось, что с точки зрения производительности нет особой разницы между сферическими и полубаллистическими штырями: максимум 5 % или около того. Новые сорта сплавов и коронки позволяют достичь значительно лучших результатов».

В основе скачка производительности, о котором говорит Грандин, лежат три составляющих: два инновационных твердых сплава для штырей, новая конструкция коронки и усовершенствованная система Alpha.

POWER CARBIDE

Новые типы твёрдого сплава — GC80 (градиентный) и SH70 (самоукреляющийся) дополнили ассортимент премиальных сплавов Sandvik, объединённых общим названием — PowerCarbide.

Стандартный твёрдый сплав, такой как Sandvik XT48, обладает одинаковой твёрдостью и износостойкостью в каждой точке своего объёма, что может быть отражено линейной характеристикой. Новый градиентный сплав GC80 имеет твёрдый, износостойкий верхний слой и жёсткую сердцевину, благодаря чему  показывает исключительную износостойкость в абразивных породах с высоким содержанием кварцита (SiO2). В условиях с неабразивными породами преимущества будут незначительными, либо незаметны вовсе.

Самоукрепляющийся сплав SH70 благодаря эффекту закалки поверхности в первую очередь обладает повышенной устойчивостью к поломкам штырей. Эта характеристика также позволяет сохранять устойчивость к износу и поломкам даже по мере износа. Эффект укрепления наиболее проявляется в крепких однородных породах, т.е. там, где на материал воздействует большое давление. В слабой или раздробленной породе улучшения незначительны или отсутствуют.

Сплавы GC80 и SH70 представляют собой взаимодополняющие решения для различных горных условий: градиентный сплав работает лучше всего в абразивных породах с высоким содержанием кварцита, в то время как самоукрепляющийся SH70 повышает срок службы коронки при бурении крепких пород. Промышленные испытания показывают, что в сравнении со стандартными сплавами количество пробуренных коронкой метров может быть увеличено на 30%.

Снижение стоимости пробуренного метра является особо ощутимым преимуществом большего срока службы инструмента, что также увеличивает и безопасность труда, т.к. замена коронок производится реже. Уменьшается и объём заточных работ, поскольку интервал между заточками увеличивается на 20-30% в сравнении со стандартными сплавами.

КОРОНКА SPEEDY BIT

Следующим значимым событием стал выпуск новой коронки Speedy bit с запатентованной конструкцией выступающей центральной части и более остроконечными, полностью баллистическими штырями, увеличивающими глубину проникновения при каждом ударе и способными скалывать более крупные частицы породы. Говоря проще — полностью баллистические штыри увеличивают передачу энергии в породу, приводя к разрушению большего объёма породы на каждый киловат энергии перфоратора.

Чтобы сбалансировать более агрессивную форму штырей и обеспечить возможность передачи большего количества энергии, потребовался и новый твёрдый сплав, который получился в результате оптимизации производственного цикла и дополнительного нового процесса закалки, который делает штыри более стойкими к излому.

Выступающий центр коронки позволяет расположить три центральных штыря над периферийными. Эти штыри в первую очередь контактируют с породой, как бы производя пилотное бурение, после чего периферийные штыри увеличивают диаметр шпура. Как результат — предельно быстрая коронка с увеличенным на 10% сроком службы и скоростью бурения, в сравнении со стандартными коронками.

Высокая скорость бурения сохраняется даже по мере износа, что делает данную коронку идеальной для случаев, когда снижение скорости бурения является критерием определения конца срока службы.

Более высокая скорость бурения достигается также за счёт особенности запатентованной конструкции, улучшающей промывку, и заключается в дополнительных канавках, благодаря которым может вымываться даже крупный буровой шлам, а также обеспечивается эффективная промывка фронтальной части. Углубление и расширение промывочных канавок увеличивает поток, позволяя вынести даже увеличенный объём крупных частиц, что позволяет сбалансировать более активное действие штырей коронки и избежать потерь энергии на перемалывание бурового шлама.

«Во время испытаний мы увидели, что использование Speedy bit позволяет сэкономить 15 минут времени на обуривание одного забоя, — говорит Роберт Грандин. — Поэтому, если буровая машина обуривает 4 забоя в день, что является довольно обычной ситуацией, получается экономия одного часа времени в день. С учётом стоимости часа эксплуатации каждой машины  экономия может составлять несколько сотен долларов в день на каждую буровую. Т.е. в масштабах года цифра может превысить 100 000 долларов на каждую машину».

ALPHA 360

Sandvik также запускает производство новой укрупнённой версии запатентованной системы Alpha 330, которая с 2004 года занимает лидирующее положение в сфере бурения шпуров диаметром 43 и 45 мм, благодаря большей скорости бурения, точности и лёгкости развинчивания коронок. Sandvik разработала новую систему бурового инструмента Alpha 360, поскольку в настоящее время наблюдается тенденция увеличения глубины и диаметра шпуров.

Ключевая особенность системы инструмента Alpha — более короткая резьбовая часть, что позволяет разместить критичный резьбовой участок полностью внутри юбки коронки. Вследствие уменьшения влияния рычажного усилия, изгибающего воздействия и защиты от износа, воздействие на резьбу значительно сокращается. Также более короткая резьба легче развинчивается.

Alpha 360 обладает всеми этими преимуществами и оптимизирован для бурения шпуров диаметром 48 и 51 мм, что делает его уникальным в данном сегменте. Новое решение благодаря меньшей нагрузке на резьбу позволяет увеличить срок службы буровых штанг на 100%. Точное забуривание и прямизна скважины обеспечивают лучшее качество шпуров. Быстрое и лёгкое развинчивание является  дополнительным преимуществом.

«На текущий момент у нас уже есть опыт применения Alpha 360 на крупном строительном проекте в Скандинавии, — говорит Роберт Грандин. — Ранее срок службы буровых штанг составлял 2800 — 3000 м, теперь же нам удалось достичь срока службы  до 6000 м. Неудивительно, что бурильщики теперь не хотят использовать какой-либо другой инструмент».