The Drilling Services Surface Coring drill crew used the powerful LF350e along with the new, patented XQ wireline coring rods featuring W-Wall, and the new Longyear diamond bits to successfully directionally drill at an angle of 65 degrees to the client’s required depth – which was almost 10,500 feet (3200 meters). An impressive feat in and of itself, the project had measurable productivity gains and proved the newest Boart Longyear rigs and tooling make a real difference in the field. 

Mit innovativen Merkmalen der Bohranlage, kombiniert mit den am höchsten bewerteten Kernbohrungen auf dem Markt und den schnellsten und glattesten Schneidmeißeln, wurde der Erfolg des Projekts auch dem Talent, der Erfahrung und dem technischen Know-how der Crew zugeschrieben.

Boart Longyear has combined proven technology from its most popular surface coring drill rigs to create the powerful LF350e.The forward tilting head design simplifies the rod handling process and reduces the need for operator intervention and maintenance. The rod breaking clamp is a hydraulic breaking device which means no wrench under power. The foot clamp rotates to break rod joints located between the foot clamp and rod breaking clamp. The rig also features a heated and air conditioned drillers cab to protect the operator from the elements and overhead hazards. Utilizing CAN bus communication and PLC programming, all LF350e functions are controlled electronically. The “e” in LF350e refers to the fully electronic control system. The rig is designed ergonomically to lessen fatigue and stress to the driller and helper. The LF350e has adjustable wireline speed to be able to set to lower the over shot and then pull the tube, which allows a hands-off safer approach. This is just one-way ergonomic design plays a part in reducing fatigue with this drill rig. The beauty of Boart Longyear’s business model of both contract drilling services and a drilling products business is access to immediate, direct, unfiltered feedback from drillers in the field. Drill rigs built for drillers.

A unique combination of -20 degree self-locking reverse flank angle on the threads and symmetrical load distribution when combined with W-Wall double-annealed mid-body, make XQ wireline coring rods some of the deepest rated coring rods in the market. XQ has an increased negative flank angle from of -20 degrees compared to -10 degrees in RQ rods. The increased negative flank angle combined with the double-start threads, nearly eliminate box bulging and provides greater strength in high torque applications.

Patentierte XQ-Gelenke haben gegenüberliegende doppelte Startgewinde, die sich selbst ausrichten, so dass der Eingriff reibungslos einrastet. Dies sorgt für eine ausgewogene Lastreaktion und eine Verdoppelung der Kontaktfläche, dh die Hälfte des Anpressdrucks. Diese symmetrische Lastverteilung erhöht die Tragfähigkeit bei stärkeren Stangen mit tieferer Tragfähigkeit erheblich. Der leichtere Bohrstrang erhöhte die Tiefe der Bohrturmkonstruktion und verringerte die Ermüdung des Bohrers beim manuellen Auslösen. Der vergrößerte Innendurchmesser verkürzt die Auslösezeit des Innenrohrs für eine verbesserte Produktivität erheblich.

The new NXQ and HXQ W-Wall coring rods feature patent-pending, double-upset tubing, with the same overall weight reduction and faster wireline tripping speed as V-Wall. However, the standard wall thickness in the middle of XQ rod eliminates premature mid-body wear and resists bending, performing like straight wall tubing.

Wie alle Boart Longyear-Bohrstäbe werden die XQ W-Wall-Rohre aus hochwertigem, nordamerikanischen legierten Stahl kaltgezogen, der nach Boart Longyear-Spezifikationen einzigartig verarbeitet wird.

Boart Longyear hat erfolgreich eine chemische Verbindung zwischen Diamant und Matrix hergestellt, die stärker ist als der Diamant selbst. Der erhöhte Diamantüberstand und die verbesserte Gesichtsspülung sorgen für mehr Flexibilität, höhere Penetrationsraten und eine längere Lebensdauer. Die Longyear-Bohrkronen ähneln großen Diamantbohrkronen, jedoch bevorzugen Bohrer die einfachen, glatten Bohrmerkmale. Dies bedeutet eine Produktivitätssteigerung während des gesamten Betriebs und letztendlich mehr Kern.

To support higher penetration rates, the new Longyear formulas are combined with a new, more open, express geometry. Tapered intermediate waterways improve flushing and prevent accumulation of debris. Designed for fast cutting in competent ground, the new express geometry is available in our 16mm crown heights to maintain bit life at higher cutting speeds.

The unique Razorcut protrusions on the face of the bit contain diamonds that enable the bit to begin cutting right out of the box – even in the softest ground. The arrangement of these protrusions also improves the tracking and balance in the hole when drilling begins.

As part of an extensive global test program, employing nearly 10,000 rods at 30 different sites, one of the first strings of NXQ rods were deployed to the Boart Longyear Drilling Services expert underground drilling teams operating in the Sudbury mining camp.

After drilling through the entirety of 2017 and into 2018, the rods have achieved over 20,700 meters of drilling versus a typical life of approximately 12,000 meters on NRQ rods.

Eine typische Lebensdauer der Stange hängt von mehreren Faktoren ab, aber die größte Lebensdauer der Stange ist die Lochtiefe. Tiefe Löcher neigen aufgrund der seitlichen Belastung und des Widerstands, die durch das spiralförmige Wirbeln verursacht werden, sowie durch den stärkeren Rückzug und die größere Torsion, die für das Bohren mit schwereren Bohrfäden erforderlich sind, zu einer erhöhten Abnutzung des mittleren Körpers. Die Gelenke an flachen Löchern hingegen sehen viel mehr Abnutzung vor, da der Stabstrang häufiger in das Loch hinein und wieder herausgeschleudert wird. In der Bilanz müssen Flachstrangketten möglicherweise häufiger ausgetauscht werden als Tieflochketten.

Der neue XQ hält während der Vergleichsprüfungen „Make and Break“ stand: 168 Zyklen, rechts, verglichen mit neuen, links.

Das Ausscheiden von Stangen ist in der Regel das Ergebnis von Verschleiß in der Mitte des Körpers, Fadenverschleiß oder Abnutzung des Kastens. 

Gelenke, die hohen Drehmomentbelastungen ausgesetzt sind, drücken die Schulter des Kastenendes zusammen. In tiefen Bohrungen kann ein hohes Bohrmoment erforderlich sein, aber auch für kurze geneigte Bohrungen im Untergrund. Ein hohes Drehmoment kann auch als Folge einer Lastspitze oder einer dynamischen Lastreaktion in den Gelenken arretiert werden. Die resultierende Schulterkompression der Schachtel bewirkt ein Aufwölben, das den Verschleiß drastisch erhöht und die Tragfähigkeit verringert, wenn das Material dünn wird. Bei herkömmlichen Gewindeverbindungen mit einfachem Start wird dies als kleiner Abschnitt mit deutlich dünner Schulter beobachtet, der sich am nächsten an der Stelle befindet, an der die Fäden zusammenpassen.

Die Abnutzung des Kastens kann auch auf schlechte Handhabung der Stangen zurückzuführen sein. Zum Beispiel wird jedes Mal, wenn die Verbindungsstangen versehentlich falsch ausgerichtet und "erstochen" werden, sogar leicht, dann wird ein kleiner Leckpfad über die Schulterfläche der Box gebildet. Die Undichtigkeit aus den durchbohrten Verbindungen sammelt sich und kann den Flüssigkeitsfluss zum Bohrer erheblich reduzieren, wenn er übermäßig ist. Eine weitere Ursache für den Boxverschleiß ist eine übermäßige Abweichung oder eine Kombination aus übermäßigem Schub und Rotationsgeschwindigkeit, die seitliche Belastung und Zugkraft erzeugt, die die Schulter der Box überhitzen, was zu "Hitzescheck-Rissen" führt. Bei der Rissbildung bei der Wärmekontrolle wird eine dünne Haut des Außenmaterials versprödet und bricht axial und wächst über und durch die Schachtelgewinde.

Stangen können auch aufgrund von Fadenverschleiß, der während der Herstellung und beim Bruch auftritt, zurückgezogen werden. Bohrer können die verbleibende Abnutzungslebensdauer visuell überprüfen, indem sie den Abstandsspalt zwischen den Verbindungsstangen überwachen, wenn das Stiftende anfangs in das Gehäuseende eingestochen wird und die ersten Windungen des Kontaktgewindes miteinander in Kontakt stehen. Normalerweise sind an diesem Punkt mehrere Fadenwindungen sichtbar, aber der Abstandsspalt kann bei einer vollen Fadenwindung bei übermäßigem Verschleiß abfallen. Vorzeitige Gewindeabnutzung und Stilllegung können durch unzureichende Einstellungen für Marke und Bruch verursacht werden. Während der Herstellung und des Bruches werden die Gewinde nur teilweise zusammengefügt, was die Kontaktspannungen und Verschleißraten bei jeder Belastung erheblich erhöht. Wenn während der Herstellung oder des Bruches eine Spannungslast auftritt, tritt dieser Verschleiß an den Gewindeflanken auf, wodurch die Bohrlast und die Tiefenleistung direkt reduziert werden. Passen Sie die Einstellungen für „Make“ und „Break“ immer in Richtung Nulllast oder leichte Axiallast an (dh erhöhen Sie den Vorschub oder reduzieren Sie die Drehzahl, um die Lastflanken nicht zu belasten).

Die Betreiber berichteten, dass das Make-up praktisch ohne Stau war und dass die Leistung und die Passung der Verbindungen aufgrund der selbstausrichtenden Doppelstartgewinde durchgehend konstant blieben.

Mike Garton, Abteilungsleiter von Underground Coring Canada, äußerte sich zu dieser Saite und zu anderen: „Der neue XQ-Thread bietet das reibungsloseste Herstellen und Brechen aller Stangen, die ich in meiner 25-jährigen Bohrkarriere verwendet habe. Die XQ-Stangen richten sich besser aus und müssen zum Starten nicht zurückgedreht werden, was Zeit spart. Durch das Blockieren der Stangen während des Herstellens und Brechens wird die Produktivität herabgesetzt. Wenn sich die Stangen nicht verklemmen, bedeutet dies mehr Meter. Die XQ-Stangen, die aus dem Loch herauskommen, zeigen nicht den typischen Kisten- oder Fadenverschleiß, was bedeutet, dass die Stangen auch länger halten. Die Stärke und Tiefenfähigkeit sind mit Abstand die besten auf dem Markt. Wenn Sie tiefe Löcher bohren, die bestimmte Ziele oder Untertagebohrungen treffen müssen, übertrifft diese Stange alle. Ich empfehle die drahtgebundenen XQ-Bohrstäbe. “

Vor kurzem wurde Chris auch vom Mining Magazine in Exploration als Teil ihrer Arbeit anerkannt Mining Magazine Awards.

In dieser Episode, vor dem offiziellen Start, diskutiert Chris die Vorteile von XQ-Stangen und wie die neuen Funktionen mit RQ-Stangen verglichen werden können. Des Weiteren sollten sich Design Engineer, Anthony Lachance und das Produktionswerk in North Bay auf den Weg geben.

Die drei wichtigsten Vorteile von XQ-Stäben sind:

1. Einfacher und schneller machen und brechen mit doppelten Autostart-Threads
2. Längere Fadenlebensdauer - Doppelte RQ-Stäbe
3. Bis zu 60% stärker als RQ-Stäbe

Erfahren Sie mehr über XQ-Ruten

Wir würden uns freuen, Ihre Fragen und Kommentare unten zu hören. Vielen Dank fürs Zuhören und wenn Ihnen diese Episode gefallen hat, teilen Sie sie auf LinkedIn, Facebook oder Twitter. 

Bohrstangengelenke müssen ihre Stärke beibehalten, indem sie der Abnutzung des Lochs und der Abnutzung von Schminke und Ausbrüchen aufgrund von Bohrerwechseln widerstehen.

With the pending release of Boart Longyear’s third generation XQ drill rod, this article reviews how each generation delivered breakthroughs in load capacity and wear life, substantially boosting reliability and productivity. The original Q drill rod joint is renowned for introducing coarse, tapered threads with a self-locking “interference fit,” but it had room for improvement.

Als die Lastflanke des Fadens (belastete Seite jedes Fadens) abgenutzt war, sank die Tragfähigkeit der Verbindung, was zum Versagen führte: Fäden sprangen, die Enden der Schachtel wurden gedehnt und die Pinenden wurden ermüdet. Um diese Probleme zu lösen, hat Boart Longyear die obere Hälfte des Stiftgewindes bis zur maximalen Härte (60 HRC) gehärtet, wodurch ein erheblicher Härteunterschied zwischen Stift und Gehäuse entsteht. Dieser Härteunterschied minimierte den Verschleiß im Vergleich zum schnellen Adhäsionsverschleiß an Fäden ähnlicher Härte.

Tragen Sie an einer ausgefallenen, nicht einsatzgehärteten Verbindung nach 12 Zyklen Ablagerungen. 

Durch das Einsatzhärten kann der Faden vor Verschleiß geschützt werden, während die für das Tragen von Bohrlasten erforderliche Zähigkeit erhalten bleibt. Konkurrierende Bohrstangen sind normalerweise durchwandgehärtet auf 32 HRC. Ohne Einsatzhärten (kein „Unterschied in der Härte“) ist die Lebensdauer des Verschleißes begrenzt und die Tragfähigkeit nimmt mit jedem Fabrikat und Bruch ab.

In simple repeated “make and break” comparison testing, competing non-case-hardened rods were recently shown to fail at between 12 and 73 cycles, whereas Q and RQ joints withstood more than 150 and 300 cycles, respectively. The Q thread profile also had room for improvement. The positive-angled load flank (+15 degrees) tries to open or expand the box end under tension, which limits depth capacity and accelerates wear against the hole.

XQ-Threads. 

 A short-lived design variation, the MQ, variations of which are still offered by some competitors today, reduced the load flank angle (+2 degrees) to address this issue. However, the MQ was soon superseded by the second-generation RQ drill rod in 1999. The patented RQ joint improved load capacity and reduced joint expansion with a reverse-angled load flank (-10 degrees), which tries to shrink or close the box end, mimicking the natural load response of a continuous tube.

Die Lebensdauer der Abnutzung wurde verdoppelt, indem die Anzahl der Umdrehungen während des Bildens und Brechens reduziert wurde. Viele der Industrie haben den RQ als den zuverlässigsten Stab für anspruchsvolle, tiefe oder abgelenkte Bohrungen sowohl an der Oberfläche als auch im Untergrund begrüßt. Der nächste Durchbruch bedeutete, zwei Grenzen zu überwinden, die allen Gewindeverbindungen inhärent sind.

Erstens erfahren alle Gewindeverbindungen von Natur aus eine ungleichmäßige Lastverteilung, was den ersten Kontaktpunkt begünstigt, da der männliche Abschnitt unter Spannung steht und der weibliche Abschnitt unter Druck steht. Die Spannung und Dehnung an diesem ersten Kontaktpunkt führt zu einer ungleichmäßigen Ausdehnung und Abnutzung der Verbindung, die sich üblicherweise als Leckage oder als dünner Abschnitt der äußeren Schulter zeigt.

Patentierte XQ-Verbindungen verfügen über gegenüberliegende Doppelstartgewinde, die für eine ausgewogene Lastreaktion sorgen und die Kontaktfläche verdoppeln, dh den halben Kontaktdruck. Dieser Fortschritt verdoppelt die Testzyklen für die Herstellung und Unterbrechung über den RQ. Darüber hinaus erhöht XQ die Lastkapazität durch Verwendung eines Lastflankenwinkels von -20 Grad, der doppelt so hoch ist wie der RQ, wodurch Tiefenwerte über 4.000 Meter oder 30 Prozent mehr als der RQ ermöglicht werden.

Zweitens erfordert der Beginn jedes Gewindes typischerweise allmähliche partielle Gewindegangübergänge, die zu schnellem Verschleiß und Verkeilen führen, gefolgt von Verklemmen und Überfädeln, was für einfache Doppelstartgewinde problematisch wäre.

The new XQ holds up during “make and break” comparison testing: 168 cycles, right, compared to new, left.

XQ verfügt über eine innovative selbstausrichtende Gewindeanfangsgeometrie, die einen reibungslosen Eingriff der zusammenpassenden Gewinde ohne Verklemmen oder Verklemmen sicherstellt. Ein sanfter Start in Kombination mit der Einsatzhärtung verbessert die Produktivität und die Lebensdauer erheblich.

Schließlich sollten Sie die V-Wall-Schlauchoption von Boart Longyear in Betracht ziehen, durch die die Bohrstränge dank eines dünneren Mittelkörpers um bis zu 30 Prozent leichter werden. Die Bediener begrüßten diese Funktion, da schwerere Stangen die Produktivität verringern können, insbesondere bei tiefen oder abgelösten Bohrungen.

XQ joint. 

Ein leichterer Bohrstrang verringert die Ermüdung des Bohrers durch manuelle Handhabung und erhöht die Kapazität der Bohranlage, und der vergrößerte Mittelkörper reduziert die Auslösezeit des Innenrohrs erheblich, was die Sicherheit und Produktivität verbessert.

Der dünnere Mittelteil neigt jedoch zu einer ungleichmäßigen Verschleißverteilung, die sich am Mittelpunkt konzentriert. Die neuen NXQ- und HXQ-Bohrstangen sind ausschließlich mit einem zum Patent angemeldeten W-Wall-Rohr mit doppeltem Stauchkopf ausgestattet. Das Gewicht ist insgesamt reduziert und die Rohrauslösung entspricht der von V-Wall.

Ein mittig angeordneter Abschnitt mit Standarddicke verbessert die Lebensdauer und Steifigkeit der Abnutzung im mittleren Körperbereich und nähert sich damit dem Standardwandrohr an. Ähnlich wie beim RQ werden W-Wall-Rohre aus hochwertigem, nordamerikanischen legierten Stahl kaltgezogen, der nach Boart Longyear-Spezifikationen einzigartig verarbeitet wird.

Mit fortschreitenden globalen Feldversuchen wächst auch unser Vertrauen und die Aufregung hinsichtlich der Vorteile, die der neue XQ-Stab bringt. Seine Stärke, Verschleißfestigkeit und einfachere Herstellung und Unterbrechung reduzieren Ausfallzeiten, senken die Betriebskosten, erhöhen die Produktivität und erweitern die Bohrfähigkeiten sowie das Ansehen des Bedieners bei den Kunden.

Das Bild rechts zeigt das Ergebnis eines unzureichenden Nachdrehmoments. Ein Mindestdrehmoment sollte immer angewendet werden, egal wie flach das Loch ist.

Das Anzugsmoment sollte mit der Lochtiefe ebenfalls zunehmen. Auf diese Weise bleibt die Verbindung dicht, wenn die Stangenspannung zunimmt oder Abweichungen durchläuft, wodurch Ermüdungsfehler begrenzt werden, ohne das Stiftende zu überlasten.

Ob durch Spannen, Lösen von Hämmern oder Handling: Stangen sammeln Dellen und Dellen an, die wie Fehler wirken, Risse auslösen und Rutenfehler verursachen.

Ergebnis unzureichendes Nachdrehmoment.

In der Abbildung unten haben die Stangen auf der gesamten Oberfläche Einkerbungen von Rutenhandhabungsrollen.

Einrückungen von Rutenhandhabungsrollen.

Infolgedessen reißen die Stangen axial senkrecht zur Last. Bei der Untersuchung wurden die hydraulischen Rollen der Stangenhandler auf ihren maximalen Wert eingestellt, der deutlich über dem liegt, was erforderlich ist, um selbst die größte Stange sicher zu halten.

Durch das Reduzieren des Walzendrucks wurde die Größe der Zahnkerbe verringert und die Quelle der Ermüdungsrisse beseitigt. In der Regel können Stangen mit Defekten an mindestens 10 Prozent der Wand (0,019 Zoll bei NQ-Stangen) aufgrund von Ermüdungsrissen vorzeitig ausfallen. Wenn diese Stangen entdeckt werden, sollten sie außer Betrieb genommen und die Schadensursache ermittelt und beseitigt werden.

Es ist üblich, hell polierte Bereiche auf Stäben zu sehen, die mit Reiben an der Hülle oder Formation einhergehen, was zu Rissen führen kann. Wenn ein Teil des Stabs reibt, erwärmt er sich schnell und kühlt ab, was zu Rissen führt, die als Hitzeschutzrisse bekannt sind.

Dieser Stangenversagen kann verhindert werden, indem sichergestellt wird, dass die Stangen entweder durch Bohrspülung oder im Falle eines Zirkulationsverlustes durch Stangenfett gut geschmiert werden. Wenn an den Kistenenden polierte Stellen beobachtet werden, überprüfen Sie den Beginn dieser Risse und ziehen Sie die Stangen außer Betrieb, bevor sie zu einem Versagen der Saite führen.

Das Bild rechts zeigt den Haftverschleiß nach 30 Einschaltvorgängen für Ruten mit gleicher Härte für Pin und Box (nicht Boart Longyear).

Gewinde, die diesen Verschleiß aufweisen, sollten gemessen werden, um sicherzustellen, dass noch ein ausreichender Gewindeeingriff vorhanden ist und im Zweifelsfall die Stange zurückgezogen wird. Die Verwendung abgenutzter Fäden führt auch zu neuen Stäben, was die Verwendung der Stangen und die Wahrscheinlichkeit eines Stangenbruchs erhöht.

Das Boart Longyear-Gehäuse härtet das Gewinde seiner Stangenbolzen und erzeugt dadurch eine unterschiedliche Härte, um die Lebensdauer des Gewindes je nach Anwendung um mehr als das Doppelte zu verlängern.

Adhäsionsverschleiß.

Jeder dieser Fehler erhöht die Kosten pro Meter. Anstatt sich auf den Preis zu konzentrieren, wird die Messung der Kosten pro Meter Stangen die tatsächlichen Kosten eines Auftragnehmers bestimmen und zum Kauf der hochwertigsten verfügbaren Stangen führen.

In letzter Zeit hat Boart Longyear jedoch Verbesserungen an dem System vorgenommen, wodurch Zuverlässigkeit und Leistung erheblich gesteigert wurden.

In erster Linie erfordern Drahtleitungssysteme ein von der Stabkette völlig unabhängiges Probenaufnahmeinnenrohr, das sich am Boden der Stabkette im Außenrohr hinter dem Bohrmeißel befindet.

An der Oberseite der Innenrohranordnung ist die Kopfanordnung angebracht, die den kritischen Verriegelungsmechanismus umfasst, der erforderlich ist, um das Innenrohr zu halten, während die Kernprobe aufgenommen wird, und um das gefüllte Innenrohr für die Drahtseilentnahme freizugeben.

Eine Vorrichtung, die als Überschuss bezeichnet wird, wird an einem Drahtseil befestigt und in das Loch abgesenkt oder gepumpt, bis sie die Kopfbaugruppe einfängt, wodurch das Innenrohr mit einer Winde oder einem Hebezeug zum Bohrgerät zurückgezogen oder hochgezogen werden kann.

Vollloch-Verriegelungskupplung

Stabilisierte Verriegelungskupplung

Der Latch Seat

Um die von der Kopfbaugruppe entfalteten Klinken aufzunehmen, werden Kupplungen in den Bohrgestänge eingeführt, um eine vergrößerte innere Öffnung oder einen größeren Sitz bereitzustellen. Bei dem ursprünglichen System wurde der Verriegelungssitz durch Verbinden zweier Kupplungen gebildet. Die erste Kupplung, die mit den Bohrstangen oberhalb des Innenrohrs verbunden ist, wird als Verriegelungskupplung bezeichnet. Die als Adapterkupplung bekannte untere Kupplung passt zwischen die Verriegelungskupplung und das Außenrohr, unter dem das Innenrohr untergebracht ist, und wiederum auf die Reibschale und den Bohrmeißel. Die Endfläche des männlichen Endes der Verriegelungskupplung dient als Lastaufnahmefläche für den Verriegelungsmechanismus.

Unglücklicherweise erfordern alle schwenkbaren Klinkenmechanismen ein beträchtliches Maß an "Spiel" oder axialem Spiel im Klinkensitz, um die schwenkbare Klinkenbewegung zu ermöglichen, was zu einem Spiel des inneren Rohrs und einer schlechten Systemleistung bei schwierigem Boden führt. Tatsächlich kann ein Innenrohr mit einem Keilkern oder ein überfülltes Innenrohr ausreichend gegen den Riegelsitz gedrückt werden, so dass sich die Riegel beim Einfahren nicht drehen können. Dies führt häufig zu einem verklemmten Rohr, was möglicherweise das kostspielige Zurückziehen des Bohrgestänges erfordert.

 In more recent Roller Latch systems, an improved integrated locking coupling eliminates the secondary joint and incorporates a mid-placed interior groove which serves as the latch seat. Additionally, roller latches drop away, eliminating the need for axial play and improving system performance in difficult ground.

In erster Linie muss der Riegelsitz der Reaktion der vollen Schublast des Bohrers standhalten, wenn der Bohrer schwieriges „blockiertes“ Gelände durchstößt. Das heißt, wenn die Kernprobe im Innenrohr vorübergehend haftet oder keilt (oder wenn das Rohr voll ist), wird der Schub im Bohrstrang (Gewicht auf dem Bohrmeißel) vollständig durch das Innenrohr, den Verriegelungsmechanismus und den Widerstand widerstehen können die Verriegelungskupplung. Der Sitz hat jedoch eine Tiefe von etwa einem Drittel der Bohrstrangdicke, was die mögliche Tragfähigkeit begrenzt.

Verriegelungsmechanismen und Material der Verriegelungskupplung

Die Kopfbaugruppe des ursprünglichen Q-Systems enthielt einen Verriegelungsmechanismus, bestehend aus einem Paar schwenkbarer Verriegelungen, die durch eine Drahtfederfeder ausgefahren und durch den Aufprall auf den Boden eines Schlitzes im Verriegelungsfall zurückgezogen wurden, wenn sie durch den Drahtüberzug zurückgezogen wurde .

Diese Laschen waren nun veraltet und hatten nur eine Dicke von 8 mm (5/16 Zoll), was zu einer sehr kleinen Kontaktfläche auf dem Riegelsitz führte. Dies führte zu Anpressdruck und Materialspannungen, die beim Bohren schwieriger Bodenbedingungen oft die Stärke des Riegelsitzes überstiegen. In einigen Fällen würde das Schlosssitzmaterial nachgeben und das Eindrücken der Verriegelungen in die Verriegelungskupplung ermöglichen, was zu einem verklemmten Rohr führt. Zumindest war die hohe Abnutzungsrate des Riegelsitzes ein Wartungsproblem.

In 1998, Boart Longyear once again secured its position as the leading innovator in wireline technology by introducing the patented Link Latch mechanism. This innovation virtually eliminated “stuck tubes” by providing mechanical leverage during wireline retraction, directly pivoting the latches into the retracted position, whereas conventional technology attempted to indirectly push the latches while fighting poor mechanical leverage and interference with the latch seat.

Zusätzlich wurde die Riegelstärke auf 16 mm (5/8 ”) verdoppelt, wodurch der Anpressdruck und die Beanspruchungen des Riegelsitzes halbiert werden, was die Lebensdauer und die Zuverlässigkeit erhöht. Für die Schwenkriegel ist jedoch ein inneres Rohrspiel erforderlich.

Mit der Einführung der Roller Latch-Technologie wurden 2012 alle Boart Longyear-Verschlusskupplungen erheblich verbessert. Wärmebehandelter legierter Stahlwerkstoff führte zu erheblichen Steigerungen der Festigkeit (40%) und der Härte (Verschleißfestigkeit). Dies führte zu einer viel größeren Schubkapazität und Zuverlässigkeit beim Durchsetzen schwieriger Bohrbedingungen, aber auch zu signifikanten Verbesserungen für andere Verriegelungskupplungsmerkmale, wie nachstehend erläutert.

Verschlusskupplung Verschleißpads

Die Verriegelungskupplung befindet sich oben am Außenrohr und kann auch das Außenrohr stabilisieren und die Lochabweichung reduzieren. Dies wird durch den Zusatz von Verschleißkissen erreicht, die als Lagerfläche gegen das Bohrloch wirken.

Boart Longyear bietet zwei Arten von Verriegelungskupplungen an, „Ganzloch“ und „Stabilisiert“. Während beide aus dem gleichen hochwertigen Rohrmaterial aus legiertem Stahl hergestellt werden, das für Drahtseilbohrstangen verwendet wird, haben Vollloch-Verriegelungskupplungen ein übergroßes Äußeres Durchmesser mit vier gleichgroßen Wohnungen, die entlang jeder Länge kaltgezogen werden.

Während der ringförmige Bereich zwischen den Abflachungen und dem Bohrloch einen Durchgang für Bohrfluid und Schnittgut bietet, werden die übergroßen abgerundeten Abschnitte induktionsgehärtet, um harte, langlebige, abriebfeste Verschleißkissen über die Körperlänge bereitzustellen.

Vollloch-Verriegelungskupplungen funktionieren gut in kompetenten Bodenzuständen, wo das Loch gleichmäßig ist und das Schnittgut einwandfrei ist. Umgekehrt können schlechte Bodenbedingungen die Bohrleistung und die Zirkulation von Schnittgut erheblich einschränken oder übermäßige Bohrstrangdrehmoment- oder Vorschubanforderungen erzeugen.

Mit Laser bekleidete Verschleißunterlage

Mit Laser bekleidete Verschleißunterlage

Vergrößerter Ausschnitt mit Wolframkarbid in Matrix

Verschlusskupplung Verschleißpads

Die Verriegelungskupplung befindet sich oben am Außenrohr und kann auch das Außenrohr stabilisieren und die Lochabweichung reduzieren. Dies wird durch den Zusatz von Verschleißkissen erreicht, die als Lagerfläche gegen das Bohrloch wirken.

Boart Longyear bietet zwei Arten von Verriegelungskupplungen an, „Ganzloch“ und „Stabilisiert“. Während beide aus dem gleichen hochwertigen Rohrmaterial aus legiertem Stahl hergestellt werden, das für Drahtseilbohrstangen verwendet wird, haben Vollloch-Verriegelungskupplungen ein übergroßes Äußeres Durchmesser mit vier gleichgroßen Wohnungen, die entlang jeder Länge kaltgezogen werden.

Während der ringförmige Bereich zwischen den Abflachungen und dem Bohrloch einen Durchgang für Bohrfluid und Schnittgut bietet, werden die übergroßen abgerundeten Abschnitte induktionsgehärtet, um harte, langlebige, abriebfeste Verschleißkissen über die Körperlänge bereitzustellen.

Vollloch-Verriegelungskupplungen funktionieren gut in kompetenten Bodenzuständen, wo das Loch gleichmäßig ist und das Schnittgut einwandfrei ist. Umgekehrt können schlechte Bodenbedingungen die Bohrleistung und die Zirkulation von Schnittgut erheblich einschränken oder übermäßige Bohrstrangdrehmoment- oder Vorschubanforderungen erzeugen.

Quick pump-in roller latch stabilized locking coupling section showing latch groove and brake groove

Mit Laser bekleidete Verschleißunterlage

Stabilisierte Verriegelungskupplungen (früher als "konventionelle" Ausführung bekannt) verwenden Verschleißkissen, die aus Wolframkarbid tragenden Materialien bestehen. Wolframkarbid bietet eine um Größenordnungen höhere Verschleißfestigkeit als gehärtete Stähle und bietet eine zuverlässige, langlebigere Lagerfläche als die Ausführung mit Ganzbohrungen.

Ein größerer Abstand zwischen den Verschleißstücken und im ringförmigen Bereich zwischen dem Kupplungskörper und dem Loch gewährleistet einen effizienten Durchtritt von Bohrflüssigkeiten und Schnittgut unter allen Bodenverhältnissen.

Ursprünglich wurden stabilisierte Kupplungsverschleißkissen in einem mühsamen manuellen Verfahren aufgebracht, bei dem Schweißtechniken zum Schmelzen von Schweißstäben aus Wolframkarbid in einer als "Hartverkleidung" bekannten Metallmatrix und zum Verbinden des Stangenmaterials mit dem Kupplungskörper verwendet wurden.

Es musste eine große Menge hinzugefügt werden, um zu einem flachen Verschleißkissen von angemessener Größe zurückschleifen zu können, und die sich ergebende Form war schwer zu kontrollieren, was die Durchlässigkeit für Flüssigkeit und Stecklinge beeinträchtigte. 

Außerdem war eine übermäßige Wärmemenge erforderlich, die den Stahlkörper erweicht und die Kupplung schwächt. Bei einigen Kupplungen wurde wegen des Verschleißwiderstandes auch ein fester Belag auf die Schlosssitzfläche aufgebracht. Aufgrund des manuellen Schweißvorgangs könnte dies den darunter liegenden Schlosssitz bis zu dem Punkt erweichen, an dem die Riegel bei normaler Belastung durch den Sitz ragen könnten.

Again, the launch of Roller Latch technology included another significant upgrade to all Boart Longyear stabilized locking couplings. Laser cladding technology enables the precise application of wear pads containing a significantly greater density of tungsten carbide and with very little heat.

Stabilisierte Verschleißkissen sind in einer effizienten Spiralform vorgesehen, die den Durchtritt von Bohrflüssigkeit und Schnittgut fördert. Vergleichende Verschleißtests im Labor haben eine Verbesserung um mehr als das Zehnfache gezeigt (Prüfung nach ASTM G65), was sich in der Regel mehr als verdoppelt.

Verriegelungskupplung und Zusammenbau der Kopfbaugruppe

Während Boart Longyear die Verschleißfestigkeit von Verriegelungen und Verriegelungssitzen verbessert hat, wird abrasiver Verschleiß durch ihre Wechselwirkung während normaler Bohrvorgänge verursacht.

Bei unzureichender Belastung oder Gegenkontaktreibung kann eine erhebliche relative Drehbewegung zwischen der Verriegelungskopfanordnung und dem Bohrgestänge auftreten. Dies kann zu einem schnellen Verschleiß zwischen dem Riegelsitz und den Riegeln sowie zwischen der Landeschulter der Kopfanordnung und dem Außenring des Außenrohrs führen.

Verriegelungskupplungen für die Link Latch-Kopfbaugruppe sind optional mit einem kleinen Antriebsschlüssel oder "Zapfen" erhältlich, der eine integrale, partielle Verlängerung der männlichen Endschulter darstellt, die neben den eingesetzten Verriegelungen vorsteht. Somit wird die Drehung des Bohrgestänges die Drehung der Kopfanordnung gemeinsam antreiben.

Umgekehrt ist der patentierte Roller Latch-Mechanismus selbsthemmend in Rotation. Wenn die Rollen zentrifugal ausgefahren werden, werden bei einer relativen Drehbewegung mit dem Bohrstrang die Rollen zwischen der Verriegelungskupplung und dem Rückzugsgehäuse geklemmt, um sicherzustellen, dass die Kopfanordnung immer mit dem Bohrstrang angetrieben wird.

Diese Selbsthemmung bewirkt eine deutliche Erhöhung der Lebensdauer und Zuverlässigkeit des Landerings, der Landeschulter, der Verriegelungsrollen und des Verriegelungssitzes.

Bohrgestängeverbindung

Zu den Verriegelungskupplungen gehören sowohl ein Außengewinde mit Außengewinde als auch eine Gewindeverbindung mit einer Wireline für ein Bohrgestänge, um direkt an den Bohrgestängezug anzuschließen.

Das Außenrohr ist wesentlich dicker und steifer als die Bohrstangen und wird durch den Bohrmeißel, die Reibschale und die Verschleißkissen der Verriegelungskupplung stabilisiert. Umgekehrt wird der Bohrgestängestrang nur von der Formation gestützt und unterliegt aufgrund von Bohrlasten, Vibrationen und Oberwellen des Systems erheblichen dynamischen Belastungen.

Daher ist die Verriegelungskupplungsverbindung für die Leistung unter anspruchsvollen Bohrbedingungen kritisch, wobei das kürzlich verbesserte wärmebehandelte Material Festigkeit und Verschleißfestigkeit bietet.

Boart Longyear’s proprietary Q and RQ wireline drill rod joints utilize tapered threads for easy make and break, and feature engineered thread forms, a precise interference fit, and a unique combination of heat treatments to maximize load strength and wear resistance.

Die Anlagen von Boart Longyear fertigen diese Präzisionsgewindeverbindungen nach strengen globalen Standards und werden von einem proprietären Master-Messsystem gesteuert.

In der gesamten Wireline-Bohrindustrie ist es durchaus bekannt, dass Sie niemals Boart Longyear-Bohrstangen, Kupplungen oder Adapter mit Produkten mischen, die von nicht lizenzierten Dritten hergestellt werden.

Bereit für einen Blick in die Ruten von Boart Longyear?

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