Przykład z praktyki: Jak system gwintowania CT55 / CT67 firmy Sandvik zrewolucjonizował wydajność wiercenia na powierzchni w Niemczech
Wprowadzając na rynek zupełnie nowy zestaw do wiertnic naziemnych CT55 / CT67, firma Sandvik już wkrótce po jego wprowadzeniu udowodniła w praktyce, że to nie zawsze „duże” maszyny mają ogromne znaczenie dla efektywnej optymalizacji pracy.
Dzięki szerokiej gamie modeli firma Sandvik jest między innymi liderem rynku w dziedzinie wiertnic powierzchniowych, które odgrywają kluczową rolę w wydobyciu w kamieniołomach i kopalniach odkrywkowych. Firma Sandvik wielokrotnie udowodniła poprzez przełomowe rozwiązania, że wysokowydajny, kompleksowy system wiertniczy to coś więcej niż tylko suma jego poszczególnych elementów. Gdy wszystkie elementy są idealnie do siebie dopasowane, można osiągnąć imponujący wzrost wydajności, co firma Sandvik potwierdza obecnie dzięki swojej najnowszej innowacji produktowej. Pierwszą rzucającą się w oczy cechą nowego systemu wiertniczego CT jest jego innowacyjna konstrukcja z gwintem łukowym, ale Sandvik CT to znacznie więcej. Stanowi on naprawdę skuteczny, nowo opracowany system do wiercenia z młotem górnym, który zapewnia prawdziwy skok jakościowy w wydajności wiercenia dzięki szerokiej gamie detali zoptymalizowanych pod kątem wydajności, co potwierdzają już po kilku miesiącach różnorodne scenariusze zastosowań.
Wiele dużych przedsiębiorstw współpracuje z firmą Sandvik od dziesięcioleci. Należy do nich na przykład Grupa MHI, która prowadzi między innymi jeden z najważniejszych kamieniołomów skał twardych w Niemczech, w miejscowości Nieder-Ofleiden. Wiele osób prawdopodobnie zna tę lokalizację, ponieważ co trzy lata odbywa się tu targi SteinExpo. Firma ta od ponad 20 lat polega na technologii wiertniczej firmy Sandvik; obecnie w kamieniołomie pracuje wiertnica Pantera DP1100i. Zakupiona w 2018 roku maszyna jest w „szczytowej formie” i sprawdziła się podczas wiercenia wielu tysięcy metrów w trudnych warunkach, ku pełnej satysfakcji firmy MHI. Jak przyznaje kierownik operacyjny Philipp Tuschhoff, ogłoszenie przez firmę Sandvik w 2023 roku, że zamierza jeszcze bardziej ulepszyć ten sprawdzony kompletny pakiet, wywołało duże emocje.
„Oczywiście jako dostawca trzeba przedstawić przekonujące argumenty, aby skłonić tak ważnego klienta jak MHI do przebudowy wiertnicy w celu przeprowadzenia testów” – wyjaśnia Ekkehard Bolle, kierownik ds. sprzedaży w dziale narzędzi wiertniczych. W końcu wiertnica Sandvik Pantera jest wykorzystywana nie tylko do wiercenia w Nieder-Ofleiden – maszyna ta pracuje również w trzech innych lokalizacjach. Początkowo konieczne były pewne modyfikacje, gdy pojawiły się nowe systemy CT55 i CT67. W firmie MHI wiertnica Sandvik Pantera DP1100i była wyposażona w poprzedni system gwintowy (ST58). W celu dostosowania Ekkehard Bolle doradził firmie MHI przejście na większą średnicę systemu CT67. Aby to zrobić, wiertnicę Pantera należało wyposażyć w nowe szczęki zaciskowe, płyty magazynka oraz większą głowicę płuczkową. Przyczynę tego należy upatrywać w konstrukcji gwintu: energia wiertnicy hydraulicznej nie jest już przenoszona przez dolną część gwintu, jak ma to miejsce w przypadku systemu narzędziowego ST58, ale przez tzw. „ramię” na męskim końcu gwintu. W rezultacie trzon stał się szerszy i wymaga większej głowicy płuczącej. „Zaufaliśmy ekspertyzie firmy Sandvik i nie zawiedliśmy się” – mówi z zadowoleniem Philipp Tuschhoff po zakończeniu prac.
Prace testowe rozpoczęły się w połowie lipca 2023 roku. W Nieder-Ofleiden występuje klasyczny bazalt kolumnowy ze wszystkimi typowymi problemami związanymi z wierceniem: dużą gęstością i wytrzymałością, nieregularnymi pęknięciami, zwłaszcza między kolumnami bazaltowymi, a także z osadzonymi w nim strefami bardziej miękkiego tufu. Podczas wiercenia przez te miękkie warstwy i ponownego wkraczania w zwarte strefy bazaltu ogromne znaczenie ma sztywność zginająca zestawu wiertniczego, dzięki czemu otwory wiertnicze nie ulegają odchyleniom. Naprężenia wewnętrzne w zestawie wiertniczym są ograniczone do minimum, gdy – tak jak w Nieder-Ofleiden – otwory wiertnicze są wiercone na głębokość do 30 metrów w bazalcie. Ma to ogromne znaczenie podczas wyciągania kolumny wiertniczej, gdy 4,3-metrowe pręty można łatwo rozłączyć. Nie zabrakło też spektakularnego sukcesu: na początku listopada firma MHI podjęła decyzję o stałym wdrożeniu nowego systemu gwintowego CT67 i wykonała nim łącznie ponad 15 000 metrów wiertniczych.
„Efekty były rzeczywiście ogromne i natychmiastowe” – wspomina Philipp Tuschhoff, dodając: „Najbardziej oczywistym efektem był w rzeczywistości ogromny wzrost wydajności i wynikająca z tego bezpośrednio oszczędność paliwa na poziomie 30%”. Można to było w niewielkim stopniu wyjaśnić jedynie większą głowicą płuczną, która oczywiście pozwalała na wysoką wydajność. Wyjaśnieniem są raczej „wewnętrzne walory” narzędzia: ponieważ konstrukcja zwiększyła sztywność o 45% w porównaniu z prętami GT60, firma Sandvik była w stanie zastosować powiększony kanał płuczący w prętach CT67. Bezpośrednim skutkiem tego jest fakt, że całkowita masa kolumny wiertniczej pozostaje niemal niezmieniona w porównaniu ze znanym modelem GT65 – co stanowi kolejny niezwykły szczegół. Zwiększona sztywność na zginanie pozwala na osiągnięcie wyższych ciśnień udarowych i posuwowych przy jednoczesnym zachowaniu wysokiej dokładności wiercenia. „Jako pośredni efekt mogliśmy wybrać półbalistyczne wiertła Sandvik o średnicy 96 mm, które charakteryzują się dłuższą żywotnością, a jednocześnie poprawiają prędkość penetracji” – mówi Philipp Tuschhoff, zadowolony z jednego z dodatkowych efektów synergii.
Specjalista ds. produktów firmy Sandvik, Ekkehard Bolle, również zdaje sobie sprawę ze znaczenia, jakie system gwintu łukowego ma dla ogólnej wydajności: „Specjalna geometria związana z konstrukcją gwintu zmniejsza obciążenia właściwe poprzez rozłożenie energii udaru na większą powierzchnię w obrębie gwintu, co skutkuje mniejszymi naprężeniami w kolumnie wiertniczej”. Z kolei firma MHI dostrzega te efekty w codziennym użytkowaniu, ponieważ zarówno grzechotanie podczas wymiany prętów, jak i łączenie elementów stały się znacznie łatwiejsze. „To tylko kilka sekund, ale w sumie daje to znaczące przyspieszenie, a dzięki temu można również skutecznie usprawnić automatyzację procesu wiercenia” – potwierdza Philipp Tuschhoff.
O tym, że udane optymalizacje w firmie MHI nie są dziełem przypadku, można się przekonać zaledwie 50 kilometrów dalej na zachód: firma Basalt AG (BAG) prowadzi kamieniołom na diabazach paleozoicznych w miejscowości Stockhausen. Również tutaj dyrektor operacyjny Bernd Eiding od wielu lat polega na wiertnicach firmy Sandvik. Od czerwca ubiegłego roku uruchomiono nową wiertnicę Sandvik Pantera DP1500i, która została wyposażona w system CT67 bezpośrednio zgodnie z zaleceniem lokalnego przedstawiciela handlowego firmy Sandvik, Ralfa Ogroske. Nie było konieczne dostosowywanie podzespołów, zwłaszcza głowicy płuczącej, ponieważ poprzedni model GT65 był już tutaj zainstalowany.
W diabazie wiertnik musi liczyć się z odcinkami skał o zróżnicowanej twardości, a wtrącenia gliniaste wielokrotnie utrudniają łatwe wiercenie. „Różniące się twardością warstwy i nieregularne pęknięcia już same w sobie stanowią tutaj wyzwanie, a podczas poszerzania poziomów wiercimy również w zwietrzałych warstwach nadkładowych” – opisuje Bernd Eiding. Był naprawdę zaskoczony wyraźnym wzrostem wydajności: „Ponieważ system CT67 może pracować przy wyższych ciśnieniach roboczych, od tego czasu osiągamy prędkość penetracji wynoszącą od 1,2 do 1,3 metra na minutę – w porównaniu z 0,9 metra na minutę w przypadku starego systemu wiertniczego”. Dzięki zmniejszeniu przestrzeni pierścieniowej i związanemu z tym zwiększeniu prędkości płukania możliwe jest precyzyjne wiercenie przy zwiększonej mocy udarowej. Podczas wyciągania kolumny zauważalnie łatwiej jest odłączać pręty, co skutkuje mniejszym obciążeniem rozciągającym wszystkich zaangażowanych komponentów, od całej kolumny wiertniczej po wiertnicę hydrauliczną.
Jedną z kwestii, która w tym kontekście szczególnie interesowała Bernda Eidinga i firmę BAG, była jakość otworów, a zwłaszcza ich odchylenie od określonego planu. „Niektóre otwory sprawdzamy natychmiast po wierceniu, choćby po to, by upewnić się, że spełnione są niezbędne specyfikacje, ponieważ nikt nie chce tutaj odłamków skalnych. Wynik był bardzo przekonujący. Wywiercone otwory, o głębokości do 26 metrów, zostały zmierzone przez inżyniera ds. wybuchów Joachima Milde (Sprengtechnik 24) za pomocą sondy i okazały się niezwykle precyzyjne, nawet przy operatorze wiertnicy, który nie miał zbyt dużego doświadczenia w takich warunkach pracy”. Podobnie jak w przypadku MHI, wiertnica Sandvik Pantera w BAG jest również niedostatecznie wykorzystywana ze względu na tylko jedną lokalizację, dlatego w razie potrzeby operator obsługuje inne kamieniołomy BAG z zakładu w Stockhausen. „Już po pierwszych doświadczeniach tutaj, na tym terenie, byliśmy przekonani, że system CT67 poradzi sobie ze wszystkimi rodzajami skał, czy to greywacke, bazalt, kwarcyt, czy keratofir kwarcowy” – mówi z entuzjazmem Bernd Eiding i dodaje: „Nie zawiedliśmy się”. Po osiągnięciu wydajności wiercenia wynoszącej aż 15 000 metrów przy wydłużonym okresie eksploatacji w porównaniu z modelem GT65 firma BAG zdecydowała się na konwersję kolejnej wiertnicy Sandvik Pantera na system wiertniczy CT67.
Doświadczenie zdobyte podczas szerokiego zakresu praktycznych operacji w imponujący sposób potwierdza tezę, że nawet idealna maszyna może być tylko tak dobra, jak narzędzia, za pomocą których faktycznie wykonuje się pracę. „Poprzednia koncepcja Sandvik GT sprawdziła się u naszych klientów w ciągu ostatnich 20 lat i zapewniła niezwykle niezawodne i wydajne wiercenie” – wyjaśnia przedstawiciel firmy Sandvik, Ekkehard Bolle, dodając: „Zadanie to było nam znane z poprzednich lat, ale dzięki nowemu narzędziu CT mogliśmy z pełnym przekonaniem zwrócić się do najbardziej wymagających klientów, ponieważ już od maja 2022 roku system prętów był z dużym powodzeniem testowany w firmie wiertniczej Kautz w Dortmundzie i sprawdził się w praktyce”. Ponadto w 2023 roku możliwe zastosowania systemu CT67 – od granitu po wapień – zostały szeroko przetestowane na maszynie demonstracyjnej Pantera DP1100i w całych Niemczech. Prezentacje te ostatecznie doprowadziły do udanej sprzedaży kompletnego systemu Sandvik Pantera i CT67 dwóm klientom. Wielokrotnie potwierdzono skuteczną współpracę między lokalnym dystrybutorem Ralfem Ogroske a Ekkehardem Bolle z firmy Sandvik, polegającą na precyzyjnym dostosowaniu maszyn do wymagań przedsiębiorstwa, a także korzystny stosunek ceny do wydajności narzędzi.
Aby uzyskać więcej informacji, prosimy o kontakt:
Ekkehard Bolle
Kierownik ds. sprzedaży w Rocktools Central Europe
Sandvik Mining and Rock Solutions
Tel. kom.: +49 (0) 172 2509969
ekkehard.bolle@sandvik.com
rocktechnology.sandvik/de