如何根据岩石硬度调整冲击潜孔钻头的冲击频率和压力？
Clasificación y características de la dureza de las rocas:
Roca blanda (como pizarra, lutita): la roca blanda tiene una dureza baja y una resistencia a la compresión generalmente entre 10 y 50 MPa. Este tipo de roca es más fácil de romper y la fuerza de unión entre sus partículas es débil.
Roca de dureza media (como caliza, arenisca): la roca de dureza media tiene una dureza moderada y una resistencia a la compresión que oscila aproximadamente entre 50 y 150 MPa. Su estructura es relativamente densa, la fuerza de unión entre las partículas es fuerte y se requiere una cierta fuerza de impacto para romperla de manera efectiva.
Roca dura (como granito, cuarcita): la roca dura tiene una dureza elevada y una resistencia a la compresión que suele superar los 150 MPa. Tiene una estructura cristalina compacta y una dureza elevada, y es más difícil de romper.
Ajuste de frecuencia de impacto
Roca blanda: en rocas blandas, dado que la roca es fácil de romper, la frecuencia de impacto de la broca de perforación de impacto en el fondo del pozo puede ser relativamente baja. En términos generales, la frecuencia de impacto se puede establecer entre 30 y 50 veces por minuto. Dicha frecuencia es suficiente para que la broca rompa la roca y evite el desgaste innecesario de la broca y la pared del pozo debido al impacto excesivo. Por ejemplo, en formaciones de esquisto, una frecuencia de impacto más baja puede permitir que la broca rompa gradualmente el esquisto y puede controlar eficazmente la velocidad de perforación para evitar que la perforación excesiva provoque inestabilidad en la pared del pozo.
Roca de dureza media: Para rocas de dureza media, la frecuencia de impacto debe aumentarse adecuadamente. La frecuencia de impacto generalmente se puede ajustar a 50-80 veces por minuto. Una frecuencia más alta puede generar suficiente fuerza de impacto para permitir que la broca rompa rápidamente el enlace entre las partículas minerales en la roca, perforando así de manera efectiva. Si tomamos la piedra caliza como ejemplo, aumentar adecuadamente la frecuencia de impacto puede permitir que la broca se adapte mejor a la dureza media y la estructura relativamente densa de la piedra caliza.
Roca dura: En un entorno de roca dura, para poder romper rocas duras, la frecuencia de impacto debe ser mayor. Generalmente, la frecuencia de impacto se puede establecer en alrededor de 80 a 120 veces por minuto. Por ejemplo, en formaciones de granito, los impactos de alta frecuencia pueden concentrar la fuerza para romper la estructura cristalina dura del granito, lo que permite que la broca penetre gradualmente en la roca. Sin embargo, una frecuencia de impacto demasiado alta puede causar sobrecalentamiento y desgaste excesivo de la broca, y se deben considerar otros factores de manera integral para equilibrar.
Ajuste de presión
Roca blanda: La roca blanda requiere menos presión de perforación debido a su baja resistencia a la compresión. Generalmente, la presión de perforación se puede controlar entre 1000 y 3000 N. Una presión menor puede hacer que la broca impacte y aplaste la roca blanda de manera estable, al tiempo que reduce el desgaste de la broca. Por ejemplo, en lodo-piedra, una presión menor puede hacer que la broca corte la roca de manera suave y mantenga un buen estado de perforación.
Roca de dureza media: La roca de dureza media requiere una mayor presión para garantizar un impacto eficaz de trituración. El rango de presión se puede ajustar a 3000 - 8000 N. Una presión suficiente puede transferir completamente la energía de impacto de la broca a la roca, superar la resistencia a la compresión de la roca y lograr la perforación. En formaciones de arenisca, una presión adecuada puede ayudar a que la broca triture componentes duros como partículas de cuarzo en la arenisca.
Roca dura: Para rocas duras, se debe aplicar una mayor presión. La presión suele ser de 8000 a 15000 N o más. Debido a la alta dureza y alta resistencia a la compresión de la roca dura, solo una presión suficiente puede hacer que la broca genere suficiente fuerza de impacto para aplastar la roca. Si tomamos el cuarzo como ejemplo, una presión más alta puede hacer que el impacto de la broca sea más efectivo, pero debe tenerse en cuenta que la presión no debe exceder la capacidad de carga de la broca y la plataforma de perforación para evitar daños al equipo.
En la construcción real, el ajuste de la frecuencia y la presión del impacto también debe considerar factores como las especificaciones de la broca, el rendimiento de la plataforma de perforación, la profundidad y el diámetro del orificio, y debe ajustarse dinámicamente de acuerdo con la situación real durante el proceso de perforación (como descarga de escoria, desgaste de la broca, etc.) para lograr el mejor efecto de perforación.
