4枚羽根ダイヤモンドドリルビット：穴の開け始め方が仕上がりを左右する
ダイヤモンドビットの損傷が最も多く発生するのは、掘削サイクルの最初の30秒間です。穴の中央部でも、深部の硬い地層でもありません。まさに最初の瞬間、つまりビットが底に接触し、オペレーターがゆっくりと挿入するか、一気に打ち込むかを判断しなければならない時です。
新品の4枚羽根ダイヤモンドビットが、オペレーターが全回転・全重量で穴の底に落としたせいで、1分も経たないうちに壊れてしまったのを見たことがあります。ダイヤモンドカッターは刃ではなくハンマーのように岩にぶつかり、掘削装置が安定する頃には2つのカッターが欠け、ドリルロッドを通して振動が感じられるほど激しくなっていました。その穴も、そのビットも、本格的に稼働する前に終わってしまったのです。
そういう人にならないための方法と、地面が言うことを聞かない場合の対処法をご紹介します。
スロースタートのルール：譲れない
4枚羽根でも6枚羽根でも、どのダイヤモンドドリルビットも、穴あけ開始時に同じ脆弱性を抱えています。刃先が冷えていて、ビットがまだ中心に位置しておらず、ドリルストリングの全重量が安定した位置に収まっていないためです。ビットが溝に食い込む前に400RPMまで回転数を上げ、送り圧力を下げると、脆いダイヤモンドインサートを備えた硬化鋼製の本体に、設計上想定されていない衝撃荷重を吸収させることになります。
正しい手順を踏めば、おそらく2分ほど余計にかかるだけで、破損した部品を取り外す手間が省けます。
軽く着地させます。ビットが底に着地したことを確認できる程度の重さ、例えば送りゲージで2～3kN程度を目安にしてください。100～150RPM程度でゆっくりと回転させます。ゲージカッターが穴の壁面を刻み、フェースカッターが切削痕を刻むようにします。装置が安定し、振動が収まり、トルクが一定の範囲に落ち着くのが感じられるでしょう。それがビットが所定の位置に収まった合図です。
これで回転数を目標範囲まで上げ、徐々に重量を増やしていくことができます。3kNから12kNに一気に重量を増やすのではなく、30秒ほどかけて段階的に増やしていきましょう。ダイヤモンドは急激な負荷を嫌います。
既存の穴に新しいビットで再度加工する場合は、この手順がさらに重要になります。新しいビットのゲージ径は古いビットとわずかに異なる場合があり、摩耗した穴の壁にはわずかな螺旋状の歪みが生じている可能性があります。再加工時に素早く穴に進入すると、ゲージカッターが欠けてしまう原因となります。
着実に：ホールの真ん中
ビットが回転し始めると、設定したらあとは放置して、送り出しボタンを押して掘削装置に任せてしまいたくなるものです。しかし、安定した掘削とは、手を離すことではありません。トルクゲージを常に監視してください。地層の変化がないのにトルクが徐々に上昇し始めた場合は、通常、次の2つのいずれかを意味します。切削屑がビットの周りに詰まっているか、カッターが故障し始めて切削ではなく引きずりになっているかのどちらかです。
フラッシングフローは、最初の防御策です。ダイヤモンドビットは、硬い岩盤から細かい切削屑（チップというよりは粉塵に近いもの）を発生させますが、これらの微細な切削屑は、予想以上に早く水路に詰まる可能性があります。フラッシングフローを使用する場合は、カラーからの戻り水が濁らず透明になるように、流量を十分に確保してください。戻り水が濁っているということは、切削屑が孔内に残っていることを意味し、環状部が詰まるとビットが固着する原因となります。
地層の変化に遭遇したとき（石炭層では1つの穴に複数の変化に遭遇します）、力任せに突き進んではいけません。軟らかい頁岩と硬い砂岩レンズの間の移行帯は、ビットが軌道から外れやすい場所です。4枚羽根のダイヤモンドビットは、対称的な4点接触により、3枚羽根のものよりも優れた自己センタリング性能を発揮するため、この点で有利です。しかし、それでもビットが調整する時間を与える必要があります。トルクが急上昇したら、荷重を20～30%減らし、負荷を軽減した状態でビットが移行帯を通過するようにします。掘削速度は一時的に低下しますが、穴はまっすぐ進み、カッターも損傷しません。
３つの緊急事態とその悪化を防ぐ方法
部品が詰まっています。 アンカービットガイドで既に説明されていることですが、地層によってビットの詰まり方が異なるため、改めて説明しておきます。破砕地盤をダイヤモンドドリルで掘削する場合、最も一般的な原因は、壁面の岩の塊がビット本体に挟まることです。対処法は同じです。送り込みを止め、低速回転を維持し、フラッシング量を増やします。ビットが十分に解放されて4分の1回転したら、作業は進んでいます。そのまま作業を続けます。絶対にやってはいけないのは、リグの最大引き込み力でドリルロッドを上に引っ張ることです。そうすると、ロッドが接続部で折れてしまいます。
穴が移動している。 4枚羽根のドリルビットは、ほとんどのビットよりも偏向に対する耐性が高いですが、どのビットも偏向を完全に防ぐことはできません。ドリルロッドのカラー部分で、通常の軸方向の振動ではなく、円を描くような振動が見られる場合は、ビットが中心からずれている可能性があります。回転数を120～150rpm程度に下げ、ウェイトを半分に減らしてください。ビットの羽根が中心の経路を再切削するのに時間がかかります。パラメータを下げて1メートルほど掘削しても偏向が続く場合は、ストリングを引いてビットを確認してください。ゲージ部分が摩耗している（ビットの外径が小さくなっている）と、どんなに注意深く掘削しても偏向が発生します。ビットを交換し、それでも問題が解決しない場合は、ドリルロッドの真直度を確認してください。
その部分は煙が出ている。 これは紛れもない異常です。カラー部分から蒸気と煙が出て、本来なら音が出ないはずの場所で洗浄液がシューシューと音を立て、トルク値が急上昇しています。ビットが冷却されていません。すぐにリグを停止してください。このロッドを終えた後では、絶対に止めてはいけません。ダイヤモンドセグメントは既に損傷している可能性が高いですが、さらに10秒でも作業を続けると、ダイヤモンドテーブルが基材から剥離し、ビットはスクラップ同然になります。
洗浄水供給を確認してください。給水管が折れ曲がっていませんか？ポンプが空運転していませんか？ドリルロッド内部の水路が詰まっていませんか？詰まりを取り除き、洗浄水の流れを回復させ、ドリルビットが完全に冷えるまで待ってから再起動してください。鋼鉄製の本体は想像以上に長く熱を保持します。
いつ解散するか
4枚羽根のダイヤモンドビットは、ゲージカッターが平らに摩耗して穴の直径が小さくなっている場合、2枚以上のフェースカッターが欠けたり紛失したりしている場合、または鋼製の本体に目に見える亀裂が生じている場合に交換が必要です。寿命が尽きかけているビットから無理に穴を開けようとしないでください。交換用ビットの費用は、穴を失ったり、再掘削したり、崩壊したボーリング孔から折れたビット本体を引き上げたりする費用に比べれば、取るに足らないものです。
