كم عدد الهياكل التي تعرفها عن جهاز الحفر الدوراني؟ (الحفارة، الجنزير، حامل البكرات، البكرة العلوية)

كم عدد الهياكل التي تعرفها عن جهاز الحفر الدوراني؟ (الحفارة، الجنزير، حامل البكرات، البكرة العلوية)

المكونات الرئيسية لجهاز الحفر الدوراني
1. أنبوب الحفر وأداة الحفر
تُعد أنابيب الحفر وأدوات الحفر من المكونات الرئيسية، والتي تنقسم إلى نوعين: أنابيب حفر تلسكوبية خارجية الضغط من نوع الاحتكاك الداخلي، وأنابيب حفر تلسكوبية خارجية الضغط من نوع القفل الداخلي التلقائي المتشابك.
تتميز أنابيب الحفر ذات الاحتكاك الداخلي بكفاءة حفر عالية في طبقات التربة الرخوة. أما أنابيب الحفر القابلة للقفل، فتُحسّن الضغط الهابط الذي يُطبّقه رأس الطاقة على أنبوب الحفر، والذي ينتقل بدوره إلى أداة الحفر. وهي مناسبة لحفر طبقات الصخور الصلبة، وتتطلب متطلبات تشغيل عالية. ولتحسين كفاءة التشغيل، تُجهّز منصة الحفر عادةً بمجموعتين من أنابيب الحفر. وتتوفر أنواع عديدة من رؤوس الحفر الدورانية، منها رؤوس الحفر الحلزونية الطويلة والقصيرة ذات القطر الكبير، ودلاء الحفر الدورانية، ودلاء جمع الرمل، ودلاء الحفر الأسطوانية، ورؤوس الحفر القاعية، ورؤوس الحفر اللبي، وغيرها.

2. رأس الطاقة
رأس الطاقة جزء مهم من جهاز الحفر، ويُستخدم لتوليد عزم الدوران. ويتكون من محرك هيدروليكي متغير السرعة، ومخفض سرعة كوكبي، وصندوق طاقة، وبعض الأجزاء المساعدة.
مبدأ العمل: يقوم الزيت عالي الضغط، الذي توفره المضخة الهيدروليكية، بتشغيل المحرك الهيدروليكي لتوليد عزم الدوران، ثم يتم إبطاء هذا العزم وزيادته عبر مخفض السرعة الكوكبي وصندوق الطاقة. يحتوي رأس الطاقة على ناقل حركة هيدروليكي، وناقل حركة بمحرك، وناقل حركة بمحرك احتراق داخلي، ويتميز بوظائف الحفر بسرعات منخفضة، والدوران العكسي، وقذف التربة بسرعات عالية. في الوقت الحالي، يُستخدم نظام الدفع الهيدروليكي في الغالب، بما في ذلك محرك هيدروليكي مزدوج متغير السرعة، أو محرك مخفض السرعة مزدوج السرعة، أو محرك هيدروليكي عالي العزم بسرعات منخفضة. تتميز سرعة الحفر في رأس الطاقة عادةً بتعدد التروس، مما يجعلها مناسبة للتشغيل في مختلف ظروف العمل.

3. رافعة يدوية
باعتبارها جزءًا مهمًا من جهاز الحفر الدوراني، تشمل الرافعة الرافعة الرئيسية والرافعة المساعدة.
تُستخدم الرافعة الرئيسية لرفع وخفض أنبوب الحفر، بينما تُستخدم الرافعة المساعدة للأعمال المساعدة. أثناء عملية التشغيل، يُزوّد ​​الصمام الرئيسي محرك الرافعة الهيدروليكي بالزيت، ويعكس اتجاه الصمام الرئيسي ليُتيح دوران محرك الرافعة يمينًا ويسارًا، وذلك لرفع وخفض أنبوب الحفر وأداة الحفر.
تُعدّ الرافعة الرئيسية مكونًا أساسيًا في منصة الحفر، حيث تُستخدم لرفع أو خفض أنبوب الحفر. تتكون من محرك هيدروليكي، ومخفض سرعة كوكبي، وفرامل، وأسطوانة، وحبل سلكي فولاذي. مبدأ عملها: تقوم المضخة الهيدروليكية بضخ زيت عالي الضغط لتشغيل محرك الرافعة الرئيسية، وفي الوقت نفسه، يتم فتح دائرة الزيت والفرامل الميكانيكية. يزداد عزم الدوران من خلال إبطاء سرعة مخفض السرعة، وتدور الأسطوانة لرفع أو خفض الرافعة الرئيسية. ترتبط كفاءة الحفر للرافعة الرئيسية ارتباطًا وثيقًا باحتمالية وقوع حوادث الحفر وعمر الحبل السلكي الفولاذي. تم تزويد الحفارة الدوارة الإيطالية IMT بنظام حماية من ملامسة أنبوب الحفر للأرض لمنع تلف الحبل السلكي الفولاذي نتيجة تشابكه. على وجه الخصوص، تتميز منصة الحفر الدورانية لشركة مايتي الإيطالية بسعة أسطوانة كبيرة للرافعة الرئيسية، حيث تُرتّب حبال الأسلاك الفولاذية في طبقة واحدة، مما يضمن قوة رفع ثابتة، ويمنع تداخلها أو التفافها، وبالتالي يقلل من التآكل بينها ويطيل عمرها الافتراضي. أما الرافعة الرئيسية لمنصات الحفر الدورانية الأجنبية فتستخدم حبال أسلاك فولاذية غير دوارة تتميز بمرونة عالية لتحسين عمرها الافتراضي.
4. جهاز الضغط
وظيفة جهاز الضغط: يتم تطبيق الضغط على رأس الطاقة، ويتم نقل الضغط إلى طرف مثقاب رأس الطاقة بواسطة جهاز الضغط لتحقيق غرض القطع أو السحق أو الطحن.
يوجد نوعان من أنظمة الضغط: الضغط الأسطواني والضغط بالرافعة. تُثبّت أسطوانة الضغط على الصاري، ويتصل مكبسها بعربة رأس الطاقة. يعتمد مبدأ العمل على تزويد مضخة هيدروليكية مساعدة في جهاز الحفر بزيت عالي الضغط، يدخل إلى حجرة قضيب الأسطوانة، دافعًا مكبس الأسطوانة للحركة، ومطبقًا الضغط على رأس الطاقة. عند التوقف، يُغلق الزيت بواسطة صمام توازن لمنع انزلاق رأس الطاقة. المزايا: بنية بسيطة وسهولة الصيانة.
نظام الضغط بالرافعة: يتم تركيب مجموعة رافعة على الصاري، ويُلف حبلان فولاذيان على البكرة، أحدهما للضغط والآخر للرفع. يتم توصيلها بالبكرة الديناميكية لرأس الطاقة عبر البكرة الثابتة العلوية للصاري، ثم تُثبت على الصاري السفلي والصاري العلوي على التوالي لتحقيق حالة الرفع أو الضغط.
المزايا: يمكن تحقيق ضغط أكبر من خلال البكرة المتحركة، كما يمكن استخدام طريقة بناء اللولب الطويل. العيوب: الهيكل معقد نوعًا ما، والتركيب والتفكيك صعبان، ويتطلب الأمر اتخاذ احتياطات إضافية أثناء التشغيل. سواءً كان الأمر يتعلق بأسطوانة الزيت المضغوطة أو الرافعة، فإن الهدف هو تحقيق ظروف التشغيل المضغوطة، ولكن تختلف أشكال الضغط.

5. الهيكل
يمكن تقسيم هيكل الحفارة الدوارة إلى هياكل خاصة، وهياكل حفارات هيدروليكية مجنزرة، وهياكل رافعات مجنزرة، وهياكل متحركة، وهياكل سيارات، وما إلى ذلك.
مع ذلك، يتميز الهيكل الخاص بالجرافات المجنزرة بمزايا عديدة، منها صغر حجمه وسهولة نقله ومظهره الجذاب، إلا أنه مكلف للغاية. وفي الوقت الراهن، تستخدم معظم الحفارات الدوارة المصنعة محلياً وعالمياً هذا الهيكل الخاص.
تشمل ملحقات هيكل الحفارة الدوارة بشكل أساسي أربع عجلات:
تشير العجلات الأربع إلى عجلة الدعم، وعجلة القيادة، وعجلة التوجيه، وعجلة سلسلة السحب؛ ويشير الحزام إلى المسار.