Penyebab kegagalan palu DTH dalam pengeboran batuan keras — empat kategori kesalahan utama dijelaskan.
Dalam pengeboran batuan keras dengan palu down-the-hole (DTH), kekerasan formasi yang tinggi, beban pengeboran yang berat, dan lingkungan kerja yang keras membuat berbagai kesalahan lebih mungkin terjadi. Kesalahan-kesalahan ini secara langsung memengaruhi laju penetrasi, kualitas lubang, dan masa pakai peralatan. Berdasarkan kondisi utama pengeboran batuan keras, kegagalan umum terbagi menjadi empat kelompok: degradasi kinerja akibat benturan, keausan/kelengketan mekanis, kelainan sistem pembuangan serpihan, dan kesalahan transmisi daya. Berikut ini menganalisis gejala dan akar penyebab dari setiap kelompok.
Penurunan kinerja akibat benturan. Gejala dan efek: penurunan efisiensi pemecahan batuan secara tiba-tiba. Tanda-tanda khasnya adalah berkurangnya gaya benturan dan frekuensi benturan yang lebih rendah; mata bor tidak lagi dapat memecah batuan keras secara efisien dan penetrasi melambat secara drastis atau berhenti. Penyebab utamanya meliputi:
1.1 Masalah pasokan media daya
Untuk palu pneumatik (yang digerakkan udara), tekanan kompresor yang tidak mencukupi (di bawah kisaran 0,6–1,2 MPa yang biasanya dibutuhkan untuk pengeboran batuan keras), aliran udara yang tidak stabil, atau kebocoran/penyumbatan udara pada saluran suplai mengurangi tekanan yang tersedia untuk menggerakkan piston.
Pada palu hidrolik, tekanan pompa yang tidak mencukupi atau kontaminasi oli hidrolik dan saluran yang tersumbat mengurangi daya dorong palu.
Kontaminan dalam media tenaga (kelembapan atau debu dalam udara terkompresi; partikel logam dalam oli hidrolik) mempercepat keausan segel dan semakin mengurangi efisiensi media.
1.2 Kegagalan distribusi udara/aliran internal
Palu tipe katup umumnya mengalami keausan, deformasi, atau kemacetan pelat katup, yang mengganggu pergantian katup tepat waktu dan mencegah piston mencapai gerakan bolak-balik frekuensi tinggi.
Desain tanpa katup dapat terpengaruh oleh keausan atau penyumbatan alur aliran piston/silinder; penumpukan serpihan memperlambat pembalikan aliran, mengganggu siklus tumbukan, dan sangat mengurangi daya tumbukan.
1.3 Masalah antarmuka piston-ke-bit
Benturan frekuensi tinggi terhadap mata bor menyebabkan keausan parah pada permukaan piston dan ekor mata bor; peningkatan celah pada antarmuka kontak menyebabkan kehilangan energi selama transfer.
Pemasangan mata bor yang eksentrik atau pin penentu posisi yang longgar dapat menyebabkan benturan yang tidak tepat sasaran ("misstrikes"), menurunkan efisiensi benturan dan mempercepat keausan lokal.
Keausan mekanis, kemacetan, dan kegagalan struktural. Gejala dan efek: penyebab waktu henti. Di bawah benturan frekuensi tinggi dan torsi rotasi, bagian mekanis mengalami keausan berlebihan, kemacetan, atau kerusakan. Manifestasi umum meliputi kemacetan piston, kerusakan rangkaian bor, dan keausan sub depan/belakang, dengan penyebab utama sebagai berikut:
2.1 Kerusakan dan keausan piston
Beban berat meningkatkan gesekan antara piston dan dinding silinder. Pelumasan yang tidak memadai (misalnya, kurangnya pelumasan teratur pada palu pneumatik atau penurunan daya lumas pada oli hidrolik yang sudah tua) dan masuknya serpihan batuan dapat mengurangi celah dan menyebabkan piston macet. Pengoperasian frekuensi tinggi dalam jangka panjang juga menyebabkan keausan pada permukaan piston dan dapat menimbulkan retakan; dalam kasus yang parah, piston dapat patah.
2.2 Kerusakan rangkaian bor
Rangkaian pipa bor harus mentransmisikan torsi dan menopang berat palu. Jika kekuatan material rangkaian pipa bor tidak mencukupi, ulir longgar, atau terjadi penyimpangan lubang, rangkaian pipa bor dapat mengalami momen lentur tambahan yang menyebabkan tekuk, deformasi, atau kegagalan ulir. Abrasi dari serpihan batuan pada dinding luar juga mempercepat keausan dan memperpendek masa pakai.
2.3 Kerusakan sambungan dan segel
Komponen penghubung depan dan belakang sangat penting; di bawah getaran dan torsi yang kuat, ulirnya dapat aus atau berubah bentuk. Segel (O-ring, cincin segel) terpapar media abrasif dan suhu tinggi (panas yang dihasilkan pada mata bor dapat menghantarkan panas ke palu); segel menua dan retak, menyebabkan kebocoran media abrasif dan memungkinkan serpihan masuk ke dalam rakitan internal, yang mempercepat keausan.
Kelainan pada sistem pembuangan serpihan batuan. Gejala dan efek: gangguan pada pengeboran berkelanjutan. Serpihan batuan keras biasanya keras dan kasar; ketika sistem pembuangan serpihan batuan tidak berfungsi dengan baik, masalah seperti penyumbatan lubang dan evakuasi serpihan yang buruk dapat terjadi. Gejalanya meliputi penumpukan serpihan di dalam lubang, mata bor yang terkubur, peningkatan tiba-tiba pada hambatan pengeboran, dan dalam kasus yang parah, pipa macet. Penyebab utama:
3.1 Media pengangkut stek yang tidak memadai
Palu pneumatik mungkin kekurangan volume udara pembilas yang cukup; palu hidrolik mungkin memiliki aliran fluida pembilas yang tidak mencukupi; kedua kondisi tersebut mencegah pembuangan serpihan dasar lubang tepat waktu. Keausan atau deformasi saluran pengangkutan (misalnya, lubang tengah mata bor, lubang tengah piston) akibat pengangkutan serpihan abrasif yang berkepanjangan dapat mempersempit saluran dan semakin mengurangi efisiensi evakuasi.
3.2 Ketidaksesuaian antara parameter pengeboran dan pembuangan serpihan hasil pengeboran
Jika laju penetrasi terlalu tinggi, serpihan yang dihasilkan melebihi kapasitas sistem pembuangan. Kecepatan putaran atau pengaturan daya dorong mata bor yang salah dapat menghasilkan serpihan yang terlalu kasar sehingga tidak dapat melewati saluran aliran, menyebabkan penumpukan dan penyumbatan.
3.3 Penyimpangan lubang dan pengendapan serpihan pengeboran
Penyimpangan lubang selama pengeboran menciptakan titik-titik rendah pada dinding lubang bor tempat serpihan bor terkumpul dan tidak terbuang secara efektif oleh media pembilas. Seiring waktu, endapan ini membentuk lapisan serpihan bor yang padat yang menghambat pergerakan palu dan aksi mata bor.
Gangguan transmisi daya Gejala dan efek: gangguan pengeboran akibat kerusakan transmisi torsi atau kegagalan penyampaian energi tumbukan ke mata bor. Gangguan ini umumnya terjadi pada antarmuka rangkaian bor/palu dan palu/mata bor. Penyebab utama:
4.1 Sambungan yang longgar atau rusak
Ulir yang longgar atau aus antara rangkaian pipa bor dan sub belakang palu, atau keausan pada pin/spline pengunci, mencegah transfer torsi yang andal dan menghentikan palu berputar bersama rangkaian pipa bor.
Keausan atau deformasi komponen sambungan sub-bagian depan/mata bor palu (mur pengunci, cincin penahan, dll.) dapat menyebabkan dudukan mata bor menjadi longgar, menghasilkan pukulan kering di mana energi benturan tidak tersalurkan ke batuan dan rotasi sinkron hilang, sehingga menyebabkan keausan gigi mata bor yang tidak merata.
4.2 Kerusakan bit yang menyebabkan kegagalan transmisi
Mata bor (mata bor tungsten-karbida, mata bor berlian polikristalin) dalam pengeboran batuan keras rentan terhadap keausan, pengelupasan, atau lepas. Mata bor yang rusak tidak dapat secara efektif menembus formasi batuan, sehingga energi tumbukan gagal ditransfer melalui mata bor ke batuan dan malah ditransmisikan kembali ke struktur internal palu, meningkatkan beban kejut internal dan menyebabkan kegagalan sekunder.
Ringkasan dan faktor-faktor utama yang memengaruhi Secara keseluruhan, kegagalan palu DTH yang umum terjadi dalam pengeboran batuan keras berasal dari karakteristik utama kondisi kerja: beban tinggi dan lingkungan yang keras. Faktor-faktor utama yang memengaruhi dapat dikelompokkan menjadi tiga kategori:
Ketidaksesuaian peralatan: model palu, jenis mata bor, atau bahan komponen tidak sesuai dengan kondisi batuan keras.
Pengoperasian dan perawatan yang tidak tepat: pengaturan parameter pengeboran yang tidak realistis, kegagalan untuk membersihkan dan melumasi secara teratur, dan penundaan penggantian suku cadang yang aus.
Koordinasi sistem bantu yang buruk: pasokan daya-media yang tidak stabil, dan ketidaksesuaian antara kemampuan pembuangan serpihan pengeboran dan siklus pengeboran.
Mengidentifikasi akar penyebab dari jenis kegagalan ini memberikan dasar untuk pemecahan masalah dan tindakan pencegahan guna memastikan pengeboran batuan keras yang berkelanjutan dan efisien.
