다운홀 드릴링 장비, 생소하게 들릴 수도 있겠네요. 이 장비는 도시 건설, 철도, 고속도로, 하천, 수력 발전소 등 다양한 프로젝트에서 암반 앵커 홀, 앵커 홀, 발파 홀, 그라우팅 홀 등을 뚫는 데 사용되는 드릴링 기계의 일종입니다. 이번 글에서는 다운홀 드릴링 장비의 구조, 작동 원리, 분류에 대해 자세히 알아보겠습니다. 함께 살펴볼까요!
대형 지표면 시추 장비의 메커니즘 구성.
1. 드릴 스탠드: 드릴 스탠드는 선회 장치의 슬라이딩, 드릴 공구의 전진 및 인양을 위한 가이드 레일입니다.
2. 구획: 캐리지는 강판을 용접하여 만든 정사각형 상자 구조로, 드릴 프레임을 연결하고 지지하는 데 사용됩니다.
3. 회전 장치: 이 메커니즘은 유압 모터, 스핀들 메커니즘, 압력 헤드, 슬라이드 플레이트 및 중앙 공기 공급 메커니즘으로 구성됩니다. 추진 메커니즘의 체인은 핀 샤프트와 스프링 감쇠 메커니즘을 통해 슬라이드 플레이트에 고정됩니다.
4. 추진 메커니즘: 추진 메커니즘은 유압 추진 모터, 스프로킷 세트, 체인 및 완충 스프링으로 구성됩니다.
5. 로드 언로더: 로드 언로더는 상부 로드 본체, 하부 로드 본체, 클램핑 실린더 및 로드 출력 실린더로 구성됩니다.
6. 집진 장치: 집진 장치는 건식 집진, 습식 집진, 혼합 집진 및 거품 집진 등 여러 가지 방식으로 구분됩니다.
7. 주행 메커니즘: 주행 장치는 주행 프레임, 유압 모터, 다단 유성 감속기, 궤도 벨트, 구동 휠, 피구동 휠 및 장력 조절 장치로 구성됩니다.
8. 프레임: 공기압축기, 집진 장치, 연료탱크 펌프 장치, 밸브 그룹, 운전실 등이 모두 프레임에 설치됩니다.
9. 동체 선회 메커니즘: 이 메커니즘은 선회 모터, 브레이크, 감속 장치, 피니언, 선회 베어링 등으로 구성됩니다.
10. 시추 장비의 요(yaw) 메커니즘: 이 메커니즘은 요 실린더, 힌지 샤프트 및 힌지 시트로 구성되어 있으며, 이를 통해 시추 장비를 좌우로 회전시켜 시추 각도를 조절할 수 있습니다.
11. 압축기 시스템 및 임팩터: 압축기 시스템은 일반적으로 스크류 공기 압축기를 장착하여 고압 임팩터 및 층류 집진기의 제트 청소 시스템에 압축 공기를 공급합니다.
범용 시추 장비의 기본 구성
드릴링 공구는 드릴 파이프, 버튼 비트 및 임팩터로 구성됩니다. 드릴링 시에는 두 개의 드릴 파이프 어댑터를 사용하여 스테인리스강판에 드릴링합니다. 회전식 공기 공급 메커니즘은 회전 모터, 회전 감속기 및 공기 공급 회전 장치로 구성됩니다. 선회 감속기는 3단 원통형 기어의 폐쇄형 이종 부품으로, 나선형 오일러에 의해 자동으로 윤활됩니다. 공기 공급 회전 장치는 연결부, 씰, 중공축 및 드릴 파이프 조인트로 구성됩니다. 드릴 파이프의 연결 및 분리를 위한 공압 클램프가 장착되어 있습니다. 리프팅 압력 조절 메커니즘은 리프팅 모터에 의해 리프팅 감속기, 리프팅 체인, 선회 메커니즘 및 드릴링 공구의 도움을 받아 들어 올려집니다. 폐쇄형 체인 시스템에는 압력 조절 실린더, 이동식 풀리 블록 및 방수제가 설치되어 있습니다. 정상 작동 시, 압력 조절 실린더의 피스톤 로드가 풀리 블록을 밀어 드릴링 공구가 감압 드릴링을 수행하도록 합니다.
다운홀 드릴링 장비의 작동 원리
다운홀 드릴링 장비의 작동 원리는 일반적인 충격식 회전 공압 암석 드릴과 동일합니다. 공압 암석 드릴은 충격 선회 메커니즘을 결합하여 드릴 로드를 통해 드릴 비트에 충격을 전달하는 반면, 다운홀 드릴링 장비는 충격 메커니즘(임팩터)을 분리하여 시추공 바닥으로 직접 진입합니다. 드릴링 깊이와 관계없이 드릴 비트는 임팩터에 직접 장착되므로 충격 에너지가 드릴 파이프를 통해 전달되지 않아 충격 에너지 손실을 최소화합니다.
다운홀 드릴링 장비와 암반 드릴링 머신의 시추 깊이가 증가함에 따라 다운홀 드릴링 로드와 조인트(중간 시추, 심층 시추 등)의 암반 시추 능력 손실이 커지고 시추 속도가 크게 감소하며 비용이 절감됩니다. 생산 손실을 줄이고 시추 효율을 향상시키기 위해 실제 엔지니어링에서는 다운홀 드릴링 장비를 설계합니다. 다운홀 드릴링 장비 역시 압축 공기를 동력으로 사용하며, 작동 원리는 다운홀 드릴의 공압 임팩터가 드릴 비트와 함께 드릴 파이프 전면에 설치되어 있는 것입니다. 시추 시 추진 메커니즘이 드릴링 도구를 앞으로 이동시키면서 시추공 바닥에 일정한 축 방향 압력을 가하고 드릴 비트가 시추공 바닥의 암반과 접촉하게 합니다. 이 작용으로 피스톤이 왕복 운동하여 드릴 비트를 충격함으로써 암반에 타격을 가합니다. 압축 공기는 회전식 공기 공급 장치를 통해 유입되어 중공 로드를 거쳐 시추공 바닥까지 도달하고, 파쇄된 암석 분말은 드릴 파이프와 시추공 벽 사이의 환형 공간을 통해 시추공 외부로 배출됩니다. 여기서 볼 수 있듯이, 시추공 하부 암반 드릴링의 핵심은 충격과 회전이라는 두 가지 암반 파쇄 방식의 조합입니다. 축 방향 압력의 작용 하에서 충격은 간헐적으로 발생하고 회전은 연속적으로 발생합니다. 이러한 작용으로 암석은 지속적으로 파쇄되고 전단됩니다. 시추공 하부 암반 드릴링에서는 충격 에너지가 주요 역할을 합니다.
시추 장비의 분류
다운홀 드릴링 장비의 구조는 일체형과 분리형 두 가지 유형으로 나뉩니다. 배기 방식에 따라 측면 배기와 중앙 배기로 구분됩니다. 다운홀 드릴링 장비의 작업면에 박힌 초경 드릴 비트의 형상에 따라 블레이드형 다운홀 드릴링 드릴, 컬럼형 톱니형 다운홀 드릴링 드릴, 블레이드-투-블레이드 혼합형 다운홀 드릴링 드릴로 구분됩니다.
일체형 다운홀 드릴링 장비는 헤드와 테일로 구성된 단일체 다운홀 드릴링 장비입니다. 가공이 간단하고 사용이 편리하여 에너지 전달 손실을 최소화할 수 있습니다. 단점은 다운홀 드릴링 장비의 작업면이 손상될 경우 전체를 폐기해야 한다는 것입니다. 반면, 다운홀 드릴링 장비의 헤드와 테일(드릴 테일)을 분리하여 특수 나사로 연결하는 모델도 있습니다. 이 경우 다운홀 드릴링 장비의 헤드가 손상되더라도 드릴 테일은 남겨둘 수 있어 강재 사용량을 절약할 수 있습니다. 그러나 구조가 더 복잡하고 에너지 전달 효율이 저하되는 단점이 있습니다.
게시 시간: 2023년 4월 25일
