
Now (if you will forgive the vanity) I will add a picture from my doctorate, and an experiment that I carried out in 1967.

Now if you look at the two holes you might think that the top hole is the better, and more efficiently drilled. This post is going to try and explain why in fact it is the bottom hole that is better and will become one of two posts that I plan on writing on the relative performance of different tools in drilling, including ideas such as lasers, electron beams and the infamous REAM. There is a video of the two stages of the development of the Potter drill in an article in Popular Science from a couple of months back that is worth watching, since it explains their idea.
So why isn’t their approach a good one – well there are a couple of reasons, let’s start with the basic idea of breaking rock. Way back when the world used a lot of coal men still mined it using a pick and a shovel. In using the pick the miner would attack cracks in the surface of the coal and grow the crack so that he could wedge out larger lumps of coal, rather than picking out the coal in small pieces. If he did it effectively he would use something on the order of 4 joules of energy to mine each cubic cm of coal he mined (4 j/cc).
If you are breaking out rock from the solid the amount of energy you need depends on the surface area of the rock that you have to form to break the rock out. Assume that it takes 1 unit of energy to hold the molecules across a sq. cm of rock together. If I want to split the rock through that cm of contact I am going to have to break all those connections and (if the process is 100% efficient) this will take just slightly more than that unit of energy to make the break. Now here is the important bit:

If I take a cubic block of rock that is say 1 meter in size, and split it down the middle I will cut through 1 sq m of rock over the fracture that I create. So with that same amount of energy holding the rock together(which we call surface energy) it will take 100 x 100 = 10,000 units of energy to make that one crack.
Now if, instead of breaking that rock into just two bits I broke it into a sixty-four, by making three cuts vertically parallel to the front, three cuts vertically perpendicular to the front and three cuts horizontally , then I would have split the rock into 64 pieces each 25 cm on a side, but it would have taken 9 cuts of a sq m each, and required an input of 90,000 units of energy to break the rock into the smaller sizes.

Thus the smaller the size the pieces are broken into then the more energy that you have to put into breaking the rock to make those smaller pieces. Consider that if you are breaking the rock into a fine powder (as the pieces are with the hole drilled at the top) then if those particles are 0.25 mm on a side then the energy input becomes that much greater (4,000 cuts along each direction – 12,000 cuts total at a total of 12,000 times the energy needed if we just broke the rock out in two big bits).
So breaking the rock out in bigger bits is better – but how can we do this with fluids. Well this is the difference between the thermal process and a water-jet based process. With the thermal process what you generally rely on for the fracture in granite is a phase change in the quartz element of the rock that occurs at about 1300 deg C. This causes the rock to spall and has been used in the granite industry for initial channeling around the blocks to be quarried. (It is very noisy and fairly slow – around 14 sq ft/hour of production). The particles produced are very fine, and the energy required is around 12,000 joules/cc.
Water cuts into the granite in a different way, first penetrating into the cracks between the different grains of the rock , and then as that water wedge is pressurized by the following jet, forced deeper into the crack, growing it and breaking the individual rock grains away from the surface. These grains are much bigger (so the hole wall that you can see in the second picture is rougher), so the energy required to drill can be down in the hundreds of joules/cc instead of thousands.
The other advantage that waterjets have (if configured with sand in the water) is that they can drill through any rock the drill comes up against. That is not the case with the thermal lance, since some rocks just melt into globby messes when heated, and that has to be pushed away (ask the folks at Los Alamos about the nuclear powered thermal drill that they invented one time – they showed how to do that). And the question is pushed to where when you are drilling holes thousands of meters deep.
And just to respond to the point about pipe-dreams that was mentioned about these ideas being impractical – Gulf actually drilled to about 5,000 m deep with an abrasive waterjet drill about 1970. So these ideas do have some practicality. But I’ll return to that aspect in my next post.
Oh, and just to show that you can break out meter sized blocks - this was from when we were excavating the rock under the Arch in St Louis to put in the OmniMax Theater.

good socks | hot girl | hot girl | cute girl | girl xinh | funny
ReplyDeletetravel vietnam | visit vietnam | funny picture | sock 4 | sock 5 | funny picture
Bussiness | entertainment
ReplyDeletemarketing | sport
travel | Bussiness
marketingsport
technology/travel
world newseducation
entertainmenthealth
article about bussinesssport articles
Girl XinhHot Girl
Hot Girl Asian | Girl Xinh
Hot Girl | Girl Xinh | Lexi Belle | Ngoc Trinh | Minh Hang | Midu | Hot Girl Asian | elly tran
facebook | ppg | pcy
ReplyDeleteGirl Xinh | Hot Girl | dofollow
today | old tree
Vietnam Travel | business city
health | factory
This comment has been removed by the author.
ReplyDeletejetzt günstige Winterreifen kaufen
ReplyDeleteWinterreifen und Sommerreifen aus dem Saarland
Fanblog FC Bayern München
dich vu lam bao cao tai chinh tai my dinh
ReplyDeletedich vu lam bao cao tai chinh tai hai ba trung
dich vu lam bao cao tai chinh tai ba dinh
dich vu lam bao cao tai chinh tai thanh tri
dich vu lam bao cao tai chinh tai hoang mai
dich vu lam bao cao tai chinh tai tay ho
dich vu lam bao cao tai chinh tai dong da
==========
dich vu ke toan thue tai dong da
dich vu ke toan thue tai tay ho
dich vu ke toan thue tai bac ninh
dich vu ke toan thue tai hai ba trung
dich vu ke toan thue tai tu liem
dich vu ke toan thue tai hoang mai
dich vu ke toan thue tai ba dinh
dich vu ke toan thue tai thanh tri
dich vu ke toan thue tai thai binh
cong ty dich vu ke toan tai vinh phuc
cong ty dich vu ke toan tai hung yen
cong ty dich vu ke toan tai phu tho
cong ty dich vu ke toan tai hai duong
cong ty dich vu ke toan tai hai phong
cong ty dich vu ke toan tai bac ninh
dich vu ke toan thue tai vinh phuc
dich vu ke toan thue tai hung yen
dich vu ke toan thue tai hai duong
dich vu ke toan tai tay ho
ReplyDeletedich vu ke toan tai ba đinh
dich vu ke toan tai hoang mai
dich vu ke toan tai thanh tri
dich vu ke toan tai dong da
dich vu ke toan tai tu liem
dich vu ke toan tai ha dong
dich vu ke toan tai long bien
dich vu ke toan tai thanh xuan
dich vu ke toan tai hai phong
dich vu ke toan tai bac ninh
dich vu ke toan tai hai ba trung
dich vu ke toan tai dong anh
dich vu ke toan tai gia lam
dich vu ke toan tai ung hoa
dich vu ke toan tai quoc oai
dich vu ke toan tai son tay
dich vu ke toan tai thanh oai
hoc ke toan tong hop
dich vu ke toan thue tron goi
dich vu bao cao tai chinh
dia chi hoc ke toan tong hop
khoa hoc ke toan tong hop
hoc chung chi ke toan
dich vu ke toan thue tai tphcm
lớp học kế toán tổng hợp
lớp học kế toán thực hành
dia chi hoc ke toan tai cau giay
ReplyDeletedia chi hoc ke toan tai ha dong
dia chi hoc ke toan tai bac ninh
trung tam dao tao ke toan tai ha dong
trung tam dao tao ke toan tai cầu giấy
trung tam dao tao ke toan tai thanh xuan
trung tam dao tao ke toan tai tphcm
khóa học kế toán tổng hợp tại hải phòng
khóa học kế toán tổng hợp tại tại bắc ninh
khóa học kế toán tổng hợp tại tphcm
khóa học kế toán tổng hợp tại hà nội
trung tam dao tao ke toan tai quan 3
trung tam dao tao ke toan tai binh duong
trung tam dao tao ke toan tai bac ninh
trung tam dao tao ke toan tai hai phong
dịch vụ kê khai làm báo cáo thuế hàng tháng
ReplyDeletedịch vụ kế toán thuế trọn gói chuyên nghiệp giá rẻ
dịch vụ kế toán trọn gói chuyên nghiệp giá rẻ
dịch vụ rà soát dọn dẹp sổ sách kế toán chuyên nghiệp giá rẻ
dịch vụ quyết toán thuế chuyên nghiệp giá rẻ
Lớp học kế toán tổng hợp thực hành tại hải phòng
Lớp học kế toán tổng hợp thực hành tại biên hòa đồng nai
Lớp học kế toán tổng hợp thực hành tại vinh nghệ an
Lớp học kế toán tổng hợp thực hành tại hải dương
Lớp học kế toán tổng hợp thực hành tại ninh bình
Lớp học kế toán tổng hợp thực hành tại hưng yên
Lớp học kế toán tổng hợp thực hành tại phú thọ
Lớp học kế toán tổng hợp thực hành tại hà nam
Lớp học kế toán tổng hợp thực hành tại vĩnh phúc
Lớp học kế toán tổng hợp thực hành tại bắc giang
Lớp học kế toán tổng hợp thực hành tại thái nguyên
Lớp học kế toán tổng hợp thực hành tại thái bình
Lớp học kế toán tổng hợp thực hành tại nam định
Lớp học kế toán tổng hợp thực hành tại thanh hóa
Lớp học kế toán tổng hợp thực hành tại tphcm
Lớp học kế toán tổng hợp thực hành tại bắc ninh
Lớp học kế toán tổng hợp thực hành tại hà đông
Lớp học kế toán tổng hợp thực hành tại long biên
Lớp học kế toán tổng hợp thực hành tại thanh xuân
Lớp học kế toán tổng hợp thực hành tại cầu giấy
khóa học kế toán toán dành cho giám đốc và nhà quản lý
Dịch vụ kế toán ACB chuyên cung cấp dich vu ke toan trọn gói uy tín chuyên nghiêp giá rẻ nhất tại HCM và các tỉnh lân cận với chi phí bỏ ra chỉ từ 500.000-1.500.000đ.
ReplyDeleteTri ân khách hàng, ACB giảm giá lên đến 50% giá trị hợp đồng khi doanh nghiệp trở thành đối tác của chúng tôi.
Liên hệ: Dịch vụ kế toán , Dich vu ke toan .
Lầu 4, Tòa nhà Long Mã, 602 Cộng Hòa,P.13,Q.Tân Bình,HCM.
Hotline: (08) 62 97 97 97 - 0966 660 888.
Great post!!Thanks for sharing it with us....really needed. EXPANDO is an expansive mortar chemical that cracks rocks and concrete. It is a concrete cutting, granite breaking and general demolition solution...Rock & Concret Breaking
ReplyDelete