会社のニュース ダイヤモンドビットの一般的なノズルサイズと用途の参照

ダイヤモンドビットは、硬岩掘削や高精度コアリングの主要なツールであり、金属鉱石の硬岩採掘、超深井戸掘削、地質探査コアリングなどのシナリオで広く使用されています。そのノズル（「ウォーターアイ」とも呼ばれます）は、掘削効率とビットの耐用年数を保証する重要なコンポーネントです。ノズルの主な機能には、高圧掘削液を注入してダイヤモンド切削層を冷却し、硬岩切削くずを洗い流し、岩石破砕を支援することが含まれます。ダイヤモンドは非常に高い硬度を持っていますが、その耐熱性は限られており（長期的な動作温度は700℃以下に制御する必要があります）、硬岩切削くずは非常に研磨性があります。ノズルサイズ（主に内径、外径、および接続方法）の合理性は、運用性能に直接影響します。小さすぎると、掘削液の流れが不十分になり、切削層の過熱摩耗や切削くずの蓄積を引き起こします。大きすぎると、圧力損失が発生し、岩石破砕の衝撃力が弱まります。この記事では、平易な言葉と明確な表を使用して、ダイヤモンドビットの一般的なノズルサイズ仕様、選択基準、および典型的なアプリケーションシナリオを整理し、業界の実務者がビットモデルとノズルサイズを迅速に一致させ、硬岩掘削の安定性と経済性を向上させるのに役立ちます。

サイズを検討する前に、「なぜサイズ選択を無視できないのか」を理解するために、ノズルのコアバリューを簡単に整理しましょう。

1. 精密冷却: ダイヤモンド切削層（天然または合成ダイヤモンド）と硬岩（花崗岩や玄武岩など）の摩擦により、大きな熱が発生します。高圧掘削液は、ノズルを介して切削面に正確に注入され、熱を迅速に放散し、ダイヤモンド層が過熱により脱落したり炭化したりするのを防ぎます。
2. 効率的な切削くず除去: 硬岩切削くずは硬く、非常に研磨性があります。ビットの作業面に蓄積すると、ダイヤモンドの摩耗を加速させます。高速で注入された掘削液は、切削くずを直ちに地面に洗い流し、繰り返し研削を減らします。
3. 岩石破砕の補助: 高圧掘削液は、特定のサイズのノズルを介してジェットを形成し、硬岩表面に事前に亀裂をエッチングし、ダイヤモンドの切削抵抗を減らし、硬岩破砕効率を向上させます。

ダイヤモンドビットノズルの主流材料は、ハイエンドのタングステンカーバイドセメントカーバイド（一部はダイヤモンド強化タングステンカーバイドを使用）であり、超高硬度（HRA≥91）、耐摩耗性、および耐圧性を特徴としています。高圧掘削液（30〜60MPa）の浸食に耐えることができ、通常の金属ノズルの8〜12倍の耐用年数を持ち、硬岩作業条件下でのダイヤモンドビットの高頻度かつ高負荷の運用ニーズに完全に適合します。

ダイヤモンドビットのノズルサイズマーキングは、「内径（インチ/メートル法）+接続方法」を中心にしています。外径と長さは、ビットのノズル取り付け穴に合わせる必要があります（API規格またはメーカーカスタム仕様に準拠）。以下は、業界で最も一般的に使用されているサイズ仕様であり、主流の6〜17½インチのダイヤモンドビットの適応ニーズをカバーし、硬岩掘削における圧力と流量のバランスに焦点を当てています。

1. サイズマーキングロジック：業界では、ダイヤモンドビットの国際的な一般規格（例：API 7-1）に合わせるために、インチ単位を優先します。メートル法は、非インチ単位地域での使用を容易にするための換算参照用です。
2. 接続方法：ねじ込み接続が95％以上を占め、NC50が主流の仕様であり、ほとんどの中・大型ダイヤモンドビットに適応しています。フランジ接続は、特大径ノズルまたは極端な高圧作業条件（圧力≥50MPa）でのみ使用され、接続の気密性と耐圧性を確保します。
3. 非標準サイズ：マイクロダイヤモンドビット（≤6インチ）または精密圧力制御コアリングシナリオの場合、5〜7mm（4/32"〜9/32"に相当）の内径を持つ非標準ノズルをカスタマイズして、個別のニーズに対応できます。

ダイヤモンドビットノズルサイズの選択には、複雑な計算は必要ありません。次の3つの点に焦点を当てて、迅速な需要マッチングを行います。

ノズルサイズはビット径と正の相関関係があります。ビット径が大きいほど、必要な掘削液のカバーエリアと流量が大きくなり、対応するノズル内径も大きくなります。例：9⅝インチ（250.8mm）のダイヤモンドビットは、通常、11/32"〜13/32"の内径を持つノズルと組み合わせて使用されます。小さな9/32"ノズルを使用すると、切削層全体への掘削液のカバーが不十分になり、局所的な過熱摩耗が発生し、切削くずが蓄積して固着を引き起こします。

ダイヤモンドビットは、硬岩地層にのみ適しています。さまざまな種類の硬岩は、ノズルサイズに対する要件がわずかに異なります。

• 緻密な硬岩（例：花崗岩、玄武岩）：岩石破砕を支援するために高圧ジェットが必要です。圧力損失を減らし、ジェット衝撃力を最大化するために、中サイズのノズル（例：11/32"〜13/32"）を選択することをお勧めします。
• シリカ質硬岩（例：シリカ質シェール、石英砂岩）：切削くずは非常に研磨性があり、大流量の迅速な切削くず除去が必要です。切削くずがダイヤモンド層を摩耗させるのを避けるために、わずかに大きなノズル（例：11/32"の代わりに13/32"）を選択できます。
• 亀裂が発達した硬岩：冷却と固着防止のバランスが必要です。流量と圧力のバランスを確保し、亀裂への切削くずの蓄積を防ぐために、中サイズ（例：13/32"）を優先します。

ノズルサイズは、掘削ポンプの定格流量と圧力に合わせる必要があります。

• 大流量掘削ポンプ（≥25L/s）：流量制限による過剰なシステム圧力を回避するために、大サイズのノズル（例：15/32"〜17/32"）を選択し、ビットまたはパイプラインを損傷する可能性があります。
• 高圧掘削ポンプ（≥45MPa）：ジェット衝撃力を確保し、硬岩破砕効率を向上させるために、中サイズのノズル（例：11/32"〜15/32"）を選択します。
• 業界経験式：ノズル内径（インチ）≈ビット径（インチ）* 0.04〜0.07（例：12¼インチビット* 0.05≈13/32インチノズル）。

1. サイズの一貫性: 同じダイヤモンドビット上の複数のノズル（通常2〜4）は、同じサイズである必要があります。不均一な流量による切削層への不均衡な力、ビットの摩耗、または軌道偏差を回避するためです。
2. 材料の適応: 特に高研磨性の硬岩では、ハイエンドのタングステンカーバイドセメントカーバイドノズルを優先し、通常の金属ノズルの急速な摩耗による頻繁な交換を避け、運用効率に影響を与えます。
3. 設置検査: 設置前にノズル内径から破片（切削くずや油など）を清掃し、ねじ/フランジの締め付けを確認し、設置後に掘削液圧力をテストします（変動≤5MPaは正常）。
4. 定期的な交換: ノズル内径が元のサイズの10％以上摩耗した場合（例：13/32"ノズルの内径が11mm以上摩耗した場合）、または浸食ピット/亀裂が現れた場合は、冷却と岩石破砕効果に影響を与えないように、タイムリーに交換してください。

ダイヤモンドビットノズルサイズの選択には、複雑な専門知識は必要ありません。核心は、「ビット径+地層特性+掘削液パラメータ」を一致させることです。緻密な硬岩には中サイズ、高研磨性の硬岩には中〜大サイズ、小径ビットと精密コアリングには小サイズを選択します。この記事でまとめた一般的なサイズ表は、ノズルの購入と交換の迅速な参照として直接使用でき、硬岩掘削シナリオの90％以上をカバーしています。

タングステンカーバイド業界の実務者として、当社は、超高耐摩耗性と耐圧性を確保するために、ハイエンドのYG6X/YG8タングステンカーバイドで作られた、フルスペックのダイヤモンドビットノズル（9/32"から19/32"および非標準カスタマイズ）を提供できます。特定のダイヤモンドビットモデル、掘削地層、または機器パラメータに基づいて正確なサイズを推奨する必要がある場合は、硬岩掘削効率の向上と運用およびメンテナンスコストの削減に役立つカスタマイズされたソリューションについてお問い合わせください。