مهندسی حفاری همه کاره است
فناوری چکش پایین سوراخ اکنون ابزار اصلی مورد استفاده در مهندسی حفاری فعلی برای افزایش راندمان و نفوذ حفاری است. با عملکرد ویژه و طیف وسیعی از کاربردها،چکش پایینی با فشار متوسطتا حدودی در صنعت به عنوان یک جزء اساسی این حوزه فناوری شناخته شده است. مفهوم طراحی، سناریوهای کاربردی، و مقایسه با انواع دیگر چکشهای پایین سوراخ چکشهای فشار متوسط به طور مفصل در این مقاله مورد بحث قرار خواهد گرفت تا ارزش قابل توجه آنها در مهندسی حفاری نشان داده شود.
اصل طراحی چکش فشار متوسط پایین سوراخ
چکش فشار متوسط که مخصوصاً برای کار در شرایط فشار هوای متوسط طراحی شده است، یک ابزار حفاری است. مفهوم عملیاتی آن این است که باعث شود پیستون توسط هوای فشرده در سیلندر رفت و آمد کند، بنابراین نیروی ضربه ای تولید می کند تا مته را از میان سنگ به حرکت درآورد. چکشهای پایین سوراخ میتوانند سرعت حفاری سریعتر و نفوذ بیشتری نسبت به متههای چرخشی معمولی فراهم کنند.
معمولاً چکشهای فشار متوسط فشار هوا بین 10 تا 25 بار (145 و 363 psi) دارند. این محدوده فشار هوا آن را قادر می سازد تا طول عمر و پایداری تجهیزات را حفظ کند و در عین حال قدرت ضربه کافی را ارائه دهد. علاوه بر این، در طراحی چکش پایین فشار متوسط، مصرف هوا و راندمان تبدیل انرژی گنجانده شده است، بنابراین آن را قادر می سازد در بسیاری از محیط های زمین شناسی کار کند.
مزایای استفاده از چکش های فشار متوسط
به ویژه در عملیات حفاری متوسط تا عمیق، مانند مواردی که در اینجا توضیح داده شد، چکشهای فشار متوسط در حفره از مزایای عملکرد یکنواخت در طیف وسیعی از موقعیتهای زمینشناسی برخوردارند.
تطبیق پذیری: از سازندهای نرم گرفته تا سازندهای سنگی سخت، چکش های پایین سوراخ با فشار متوسط برای طیف وسیعی از ویژگی های زمین شناسی مناسب هستند. چکش های فشار متوسط پایین سوراخ ممکن است حفاری کارآمدی را فراهم کنند، چه معدن، چه ساختمان یا حفاری چاه آب.
مجهز به مصرف هوای متعادل و سرعت حفاری: بین سرعت حفاری و مصرف هوا، چکشهای فشار متوسط پایین سوراخ ترکیب مناسبی پیدا میکنند. این نشان می دهد که می تواند بازده ثابت حفاری را حفظ کند و در عین حال هزینه های انرژی را در حین حفاری کاهش دهد. در مکان هایی با منابع محدود، به ویژه برتر است.
مناسب برای طرحهای حفاری متوسط تا{1}}عمیق: پروژههایی که شامل حفاری متوسط تا عمق{3} میشوند، چکشهای فشار متوسط مناسبی را پیدا میکنند. این پروژه ها اغلب به ابزارهایی نیاز دارند که می توانند با تنظیمات زمین شناسی دشوار سازگار باشند، از این رو، سازگاری چکش های فشار متوسط پایین سوراخ، آنها را به گزینه ای عالی تبدیل می کند.
کاربردهای چکش با فشار متوسط
برای طیف وسیعی از عملیات حفاری، قابلیت انطباق چکش فشار متوسط پایین سوراخ آن را به یک ابزار عالی تبدیل می کند. موقعیت های کاربردی معمولی شامل موارد زیر است:
چه سنگ سخت و چه نرم، چکش های فشار متوسط می توانند به طور موثر چندین لایه سنگ را در بخش معدن سوراخ کرده و عملکرد حفاری قابل اعتمادی را ارائه دهند.
چکش های فشار متوسط پایین سوراخ اغلب در بخش ساخت و ساز برای فعالیت های قبل از حفاری قبل از شمع بندی فونداسیون و انفجار سنگ استفاده می شود، بنابراین یکپارچگی سازه های ساختمان را تضمین می کند.
چکشهای فشار متوسط ممکن است به سرعت لایههای توسعه منابع آب را برای کمک به دسترسی به منابع آب زیرزمینی عمیق سوراخ کنند.
چکش های فشار متوسط پایین سوراخ ممکن است به دانشمندان و مهندسان عملیات اکتشاف ژئوتکنیکی در به دست آوردن نمونه سنگ های زیرزمینی کمک کند و اطلاعات حیاتی را برای مطالعات زمین شناسی فراهم کند.
مقایسه چکش های DTH، DTH فشار متوسط همراه با سایر چکش ها
به غیر از چکش های فشار متوسط DTH، خانواده چکش های DTH از چکش های DTH کم فشار و فشار بالا تشکیل شده است. ویژگی های اولیه و موقعیت های مناسب این سه نوع چکش DTH در اینجا مقایسه شده است:
چکش های فشار قوی DTH که در فشاری بالاتر از 25 بار کار می کنند، انرژی ضربه ای زیادی را فراهم می کنند و به ویژه برای نفوذ سریع سازندهای سنگ سخت مناسب هستند. نیاز زیاد به فشار هوا و مصرف قابل توجه هوا، با این حال، استفاده از آن را در چندین موقعیت کاربردی محدود می کند.
همانطور که قبلاً ذکر شد، چکش های DTH فشار متوسط برای طیف وسیعی از محیط های زمین شناسی مناسب هستند زیرا به ترکیب خوبی از فشار هوا، سرعت حفاری و مصرف هوا دست یافته اند.
برای فشارهای کمتر از 10 بار، چکش های DTH کم فشار مخصوصاً برای حفاری سازندهای نرم مناسب هستند. نیاز به فشار هوای کم و مصرف کم هوا آن را قادر می سازد تا در شرایط تامین هوای محدود به خوبی عمل کند.
انتخاب دریچه چکشی DTH و بدون سوپاپ
اینکه چکش های DTH باید دارای سیستم دریچه داخلی باشند یا خیر، یک مسئله طراحی اصلی است. چکشهای DTH با استفاده از شیرهای داخلی، جریان هوا را برای به حداکثر رساندن انتقال انرژی مدیریت میکنند و از این رو راندمان حفاری را بهینه میکنند و اتلاف انرژی را کاهش میدهند. کنترل ساده جریان هوا چکش های DTH بدون سوپاپ را تعریف می کند. اگرچه ساخت و ساز ساده ای دارند، اما در شرایط خاص ممکن است بهترین عملکرد حفاری را ارائه نکنند.
انتخاب و نگهداری چکش با فشار متوسط
مهندسانی که یک چکش فشار متوسط را انتخاب می کنند باید چندین عنصر را بسته به نیازهای پروژه خاص مانند شرایط زمین شناسی، عمق حفاری و هوای موجود وزن کنند. انتخاب ابزار صحیح می تواند به افزایش کارایی شغلی و صرفه جویی در هزینه های جاری کمک کند.
تعمیر و نگهداری منظم چکشهای فشار متوسط به بررسی سایش اجزای داخلی و تضمین جریان روان کانال جریان هوا بستگی دارد. حفظ تمیزی تجهیزات حفاری در حین کار به طور همزمان به افزایش طول عمر آن کمک می کند.
با سازگاری عالی و استفاده عمومی، فشار متوسطچکش های DTHدر عملیات حفاری بسیار مهم تر می شود. چکشهای DTH فشار متوسط ممکن است عملکرد حفاری مؤثر و ثابتی را چه در معدن، ساختمان یا توسعه منابع آب ارائه دهند. طراحی و عملکرد چکش های DTH فشار متوسط نیز برای برآوردن نیازهای روزافزون صنعتی با پیشرفت مداوم فناوری بهبود می یابد.