تصنيف جهاز حفر الآبار

بشكل عام ، هناك ثلاثة أنواع من أجهزة الحفر الدوارة ، وحفارة الصدمات ، وجهاز الحفر المركب.

مثقاب دوار

يتم تشكيل الثقب عن طريق كسر طبقة الصخور بالحركة الدورانية لأداة الحفر. وهي تشمل بشكل أساسي تدريبات مخروطية كبيرة وصغيرة ، وتدريبات طاولة دوارة دائرية موجبة وعكسية ، وآلة تدريبات رأس الطاقة الهيدروليكية ، ومثقاب دوار الاهتزاز لأسفل الحفرة ، وما إلى ذلك. يتكون المثقاب الدوراني المنظم من جهاز حفر وجهاز تنظيف بئر دائري. تتضمن أداة الحفر لجهاز حفر الآبار الدوراني أنبوب حفر ومثقاب. الأقطار الاسمية لأنابيب الحفر شائعة الاستخدام هي 60 و 73 و 89 و 114 ملم. تنقسم لقم الثقب إلى نوعين: مثقاب كامل وقمة مثقاب حلقي. تستخدم مخاريط الأواني الكبيرة والصغيرة أدوات الحفر المخروطية للوعاء لتدوير طبقة التربة وقطعها. وفقًا لحجم أداة الحفر ، يطلق عليهم مخروط وعاء كبير ومخروط وعاء صغير ، والذي يمكن تشغيله بواسطة القوى العاملة أو القوة. تسقط قصاصات التربة المقطوعة في الوعاء وترفع إلى الأرض لتفريغها. هيكلها بسيط وكفاءة عملها منخفضة. يمكن استخدامه فقط في طبقات أو طبقات التربة العامة التي لا يزيد قطرها عن 10 سم ومحتوى لا يزيد عن 50٪. قطر الفتحة لمخروط الوعاء الصغير 0.55 متر ، وعمق الحفر 80-100 متر ؛ قطر الفتحة لمخروط الوعاء الكبير هو 1.1 متر ، وعمق الحفر 30-40 متر. يشيع استخدام جهاز الحفر الدوراني (الشكل 1) لجهاز الحفر الدوراني لغسيل الطين بالدوران الإيجابي والعكس ، أي أن جهاز الحفر الدوراني لغسيل الطين بالتدوير الإيجابي يتكون من برج ، ونش ، ومنضدة دوارة ، وأداة حفر ، وطين المضخة والدوران والمحرك. أثناء التشغيل ، تقوم آلة الطاقة بتوجيه الطاولة الدوارة عبر جهاز النقل ، ويقوم أنبوب الحفر النشط بتوجيه لقمة الحفر لتدوير طبقة الصخور وكسرها بسرعة 30 ~ 90 دورة في الدقيقة. بعد أن يتم ضخها وضغطها بواسطة مضخة الطين ، يتم ضغط الطين في أنبوب الحفر المجوف من خلال الصنبور فوق أنبوب الحفر ، ويتدفق لأسفل في لقمة الحفر ، ويتم طرده من الفوهة لتبريد ريشة الحفر وتزييتها ؛ يتم إخراج القطع الموجودة في قاع البئر من فوهة البئر عبر القناة الحلقيّة خارج أنبوب الحفر. بعد الاستقرار في خزان الترسيب ، يتدفق الطين مرة أخرى إلى حوض الطين لإعادة التدوير. طريقة الحفر وهيكل جهاز الحفر الدوراني لغسيل الطين بالدوران العكسي هما في الأساس نفس ما ورد أعلاه ، لكن وضع دوران الطين معكوس: يتدفق الطين إلى قاع البئر من فوهة البئر بعد الاستقرار في خزان الترسيب ، و يُضخ الطين الحامل للقطع الصخرية من البئر من خلال تجويف أنبوب الحفر عبر فوهة الريشة بواسطة مضخة الرمل ، ثم يعود إلى خزان الترسيب. هذه الطريقة تسمى ضخ الدوران العكسي. يمكن أيضًا استخدام مضخة الماء لحقن الماء المضغوط من قاع البئر في التجويف الداخلي لأنبوب الحفر عبر الفوهة لتشكيل تدفق صاعد يحمل قطع الصخور ، وهو ما يسمى الدوران العكسي النفاث. يمكن أن يشكل المثقاب سرعة عالية في أنبوب الحفر ، ولديه قدرة قوية على تفريغ قطع الصخور والحصى ، وبالتالي تكون سرعة الحفر أسرع. إنها قابلة للتطبيق على طبقة التربة وطبقة الرمل العامة والطبقة الرخوة بقطر حصاة أصغر من القطر الداخلي لأنبوب الحفر. القطر الداخلي لأنبوب الحفر المستخدم كبير نسبيًا ، بشكل عام 150 ~ 200 مم ، ويمكن أن يصل الحد الأقصى إلى 300 مم. ومع ذلك ، نظرًا لمحدودية قدرة الضخ أو الضخ للمضخة ، يكون عمق الحفر عمومًا أقل من 150 مترًا ، وتكون كفاءة إزالة القطع أعلى عندما يكون عمق البئر أقل من 50 مترًا. جهاز حفر المنضدة الدوارة لغسل بئر الغاز بالضغط يستخدم ضاغط هواء بدلاً من مضخة الطين والهواء المضغوط بدلاً من الطين لغسل الآبار. بشكل عام ، يتم اعتماد الدوران العكسي ، المعروف أيضًا باسم الدوران العكسي لرفع الغاز (الشكل 2). أي ، يتم إرسال الهواء المضغوط إلى حجرة خلط الماء والغاز في البئر من خلال خط أنابيب إمداد الغاز لخلطه مع تدفق الماء في أنبوب الحفر لتكوين تدفق ماء به جاذبية محددة أقل من 1. تحت جاذبية عمود الماء الحلقي حول أنبوب الحفر ، يتدفق تدفق المياه الغازية في أنبوب الحفر مع قطع الصخور باستمرار ويتدفق من البئر إلى خزان الترسيب ، ويتدفق الماء المستقر مرة أخرى إلى البئر عن طريق الجاذبية. عندما يكون عمق البئر كبيرًا (أكثر من 50 مترًا) ، تكون قدرة إزالة القطع لجهاز الحفر أكبر من قدرة جهاز الحفر بالضخ أو الدوران العكسي ، لذلك فهي مناسبة لحالة عمق البئر الكبير ، والمناطق الجافة مع نقص المياه وتجمد طبقة التربة في المنطقة الباردة.

تم تجهيز بعض منصات الحفر الدوارة بمضخة طين وضاغط هواء في نفس الوقت ، ويمكن اختيار طرق تنظيف مختلفة للآبار وفقًا للحالة.

رأس الحفر الهيدروليكي هو نوع من الحفر الدوراني. يتم تشغيله بواسطة المحرك الهيدروليكي من خلال المخفض ، ويتم استبدال الطاولة الدوارة والصنبور على مثقاب الطاولة الدوارة برأس الطاقة الذي يتحرك لأعلى ولأسفل على طول البرج لقيادة أنبوب الحفر وقمة الحفر لتدوير وقطع طبقة الصخور . يمكن حفر آبار المياه ذات القطر الكبير بمثقاب كبير بقطر يصل إلى متر واحد ، والذي يتميز بسرعة حفر سريعة وسهولة تحميل وتفريغ أداة الحفر وخفض أنبوب البئر ، ولا حاجة لرفع أداة الحفر عند إطالة أنبوب الحفر ، وسلسلة من المكونات مثل الونش ، وبكرة الرفع ، والطاولة الدوارة ، والصنبور ، وكيلي يتم تجنبها ببساطة. المثقاب الدوراني الاهتزازي لأسفل الحفرة هو نوع من الحفر الدوراني الذي يحفر طبقة الصخور من خلال الجمع بين الاهتزاز والحركة الدورانية. تتكون أداة الحفر من مثقاب حفر وهزاز ومثبط اهتزاز وبرميل توجيه (الشكل 3). القوة المثيرة الناتجة عن الهزاز تجعل أداة الحفر بأكملها تتحرك في تأرجح مخروطي. يتم وضع غطاء لقمة الحفر على الجزء الخارجي من غلاف الهزاز من خلال حلقة الاحتكاك. من ناحية ، يهتز مع الهزاز في اهتزاز دائري أفقي بتردد حوالي 1000 دورة في الدقيقة وسعة تبلغ حوالي 9 مم ؛ من ناحية أخرى ، تقوم بحركة دوران منخفضة السرعة من 3 إلى 12 دورة في الدقيقة حول محور الهزاز لكسر طبقة الصخور ، بينما أنبوب الحفر لا يدور ، ويستخدم مثبط الاهتزاز لتجنب انتقال الاهتزاز إلى أنبوب الحفر . يتم استخدام طريقة الدوران العكسي للهواء المضغوط لغسل البئر ، بحيث يتم تفريغ القطع من البئر من خلال القناة وتجويف أنبوب الحفر الموجود في وسط الهزاز. هذا المثقاب له هيكل بسيط وكفاءة حفر عالية. قطر الثقب حوالي 600 مم ، وعمق الحفر يمكن أن يصل إلى 150 م.