حول تصنيف وتطبيق منصات الحفر الدورانية

ما مقدار ما تعرفه عن منصات الحفر الدوارة؟ يعتقد الكثيرون أن منصات الحفر الدوارة لها قطر أكبر وعمق حفر أعمق من منصات الحفر التقليدية بالتدوير. في الواقع، هذا اعتقاد خاطئ. هل تعلم كم عدد تصنيفات منصات الحفر الدوارة وفي أي المجالات تُستخدم؟

بشكل عام، يبلغ عمق الحفر المناسب لمنصات الحفر الدورانية حوالي 50-60 مترًا، ويكون قطر الحفر في حدود 2 متر، ومعظمها يتراوح ضمن 1.8 متر؛ في حين يمكن أن يصل عمق الحفر لمنصات الحفر المحلية ذات الدورة العكسية إلى مئات الأمتار، ويكون قطر الحفر فيها جميعًا 3 أمتار. من الصعب جدًا على منصات الحفر الدورانية تحقيق ذلك، حيث يتحدد هذا الأمر ببنية المنصة. تعتمد منصات الحفر الدورانية على قضبان حفر تلسكوبية لاستخراج التربة. وعندما يزداد عمق الثقب، يجب استخدام قضبان حفر أطول، وهذا سيؤدي حتمًا إلى زيادة وزن قضبان الحفر. وبالنظر إلى توازن الماكينة بأكملها، ستزداد تكلفة المعدات. بالإضافة إلى ذلك، إذا كان عمق الحفر كبيرًا جدًا، فإن وقت الحفر داخل الثقب سيكون أقل بكثير من الوقت الإضافي اللازم لعمليات مثل رفع التربة وتفريغها، مما سيؤدي إلى تقليل كفاءة العمل بشكل كبير. وعلى الرغم من أن منصات الحفر الدورانية لا تتمتع بمزايا في عمق وقطر الحفر مقارنة بمنصات الحفر بالدورة، إلا أنها تتمتع بمزايا مطلقة من حيث الهندسة البشرية والحماية البيئية والتنقل، وخاصة قدرتها على التكيف مع طبقات الأرض. وتستطيع هذه الخصائص حلّ أكثر المشكلات شيوعًا في إنشاءات الأساسات.

الاحتياطات لاختيار جهاز الحفر الدوراني

في الوقت الحالي، هناك العديد من أنواع أجهزة الحفر الدورانية في السوق ببلدنا، وتُعتبر الأسعار مرتفعة نسبيًا. إذا كنت ترغب في شراء طراز يتميز بأداء وسعر مثاليين، ومناسب لاحتياجات تطوير سوقك الخاصة، فيجب عليك التركيز على القضايا التالية عند اختيار الطرازات: ① اعتمادًا على مجال أسس الخوازيق التي ينشئها المنشأة، اختر الطرازات ذات قدرة الحفر المناسبة؛ ② بالنسبة للمنتجات ذات المستوى نفسه من جهات تصنيع مختلفة، ركّز على مقارنة المعاملات الثلاثة المتمثلة في عزم الدوران المقنن لرأس الطاقة، وقوة الرفع للحبل الواحد للمشط الرئيسي، ووزن الآلة. اختر الطراز الأكبر بين هذه العناصر الثلاثة؛ ③ حلل بعناية نسبة الأداء إلى السعر لجهاز الحفر؛ ④ حاول اختيار جهة تصنيع تتمتع بخدمة جيدة بعد البيع؛ ⑤ تعرّف على عزم الدوران المقنن لرأس الطاقة لدى الجهة المصنعة، والضغط التشغيلي المقنن للنظام الهيدروليكي، وعامل الأمان للمشط الرئيسي، وغيرها من العناصر المهمة التي تقيس القدرة الفعلية ومدى موثوقية عمل جهاز الحفر. وبعد تحديد حجم الطراز، يجب مراعاة العناصر التالية عند شراء جهاز الحفر الدوراني.

1. عزم الدوران للجهاز

يُختار عزم دوران جهاز الحفر وفقًا للاحتياجات الهندسية لضمان قدرة جهاز الحفر على العمل بموثوقية في المنطقة العالية من جهاز الحفر. تشير منطقة الكفاءة العالية لجهاز الحفر عمومًا إلى أن المعدل المتوسط لعمليات الحفر يكون أعلى من 5 أمتار/ساعة أثناء الحفر العادي. على سبيل المثال، عند استخدام لقم ملولبة قصيرة ولقم حفر برميلية، ويكون قطر الثقب في طبقة التربة 800 مم، يجب أن يمتلك المثقاب عزم دوران يبلغ 80 كيلو نيوتن متر، مع زيادة عزم الدوران بمقدار 10 كيلو نيوتن متر لكل زيادة قدرها 100 ملم في قطر الثقب. وفي مناطق الرمال الكثيفة والمنازل ذات الحصى، ينبغي زيادة عزم دوران المثقاب بمقدار يتراوح بين 15 و20 كيلو نيوتن متر لكل زيادة قدرها 100 ملم في قطر الثقب. ولا بد من الإشارة إلى أن سرعة الحفر ترتبط ارتباطًا وثيقًا بالهيكل وبالمعايير الهيكلية للقمة المستخدمة.

2. أنبوب الحفر

يجب أن تنقل قضيب الحفر عزم الدوران الكامل لرأس الطاقة إلى قاطعة الحفر في قاع الثقب، كما يجب أن تنقل بثبات ضغط الأسطوانة الهيدروليكية المضغوطة ووزن رأس الطاقة ووزن قضيب الحفر إلى القاطعة الموجودة أسفل عشرات الأمتار. وعند حفر تكوينات أكثر صلابة، يتعين على أنبوب الحفر أن يتحمل عزم دوران عاليًا ووزنًا ثقيلًا على القاطعة في الوقت نفسه، وأن يتغلب على عزم انحناء كبير. وإذا فشل أنبوب الحفر في تلبية المتطلبات، فسيتلف بسهولة.

تتجلى طريقة الضغط التي تعتمدها منصات الحفر التابعة لمختلف الشركات المصنعة بشكل رئيسي في شكل أنبوب الحفر. فأنبوب الحفر التلسكوبي من نوع الاحتكاك يتميز بكفاءة أعلى في الحفر داخل التربة الرخوة؛ أما أنبوب الحفر المغلق آليًا فهو مناسب للحفر في التكوينات الصخرية الصلبة، ويتميز بعملية تشغيل سليمة. وعندما تكون متطلبات الضغط العالية أكثر صعوبة، يصبح من الضروري إيجاد نقطة ضغط محددة؛ ويمكن تزويد أنبوب الحفر المدرع ذاتي القفل بالضغط في أي وقت، كما أن له تأثير جيد في نقل عزم الدوران. ويمكن تقسيم أنابيب الحفر من نوع كاي إلى فئتين: أنابيب الحفر ذات الاحتكاك وأنابيب الحفر ذات القفل. وفي الوقت الحالي، ومن حيث شكل قضبان الحفر، يمكن تصنيفها إلى أنواع ثلاثة رئيسية هي: النوع الإسفيني، والنوع الإسفيني بنصف سن، وأنبوب الحفر من نوع الاحتكاك. ويضمن النوعان الإسفيني ونصف السن الإسفيني تحقيقًا موثوقًا لضغط أنبوب الحفر عند حفر الثقوب في التكوينات الصلبة، وكذلك عند حفر الثقوب في التكوينات الصلبة والتكونات العامة على حد سواء. كما أن القدرة على التحكم في ضغط أنبوب الحفر جيدة جدًا.

يجب تحديد طول أنبوب الحفر وفقًا لعمق الثقب. عندما يكون عمق الثقب كبيرًا، يجب اختيار مجموعتين من أنابيب الحفر: مجموعة واحدة من أنبوب حفر طويل لا يقل طوله عن 60 مترًا، ومجموعة أخرى من أنبوب حفر قصير بطول حوالي 40 مترًا. ولضمان تركيب رأس الحفار بأكبر قطر ممكن، يجب ألا تقل المسافة بين الخط المركزي لأنبوب الحفر الخاص بالجهاز المتوسط والصغير وسطح المزلق في صاري الحفار عن متر واحد، وأن تكون المسافة بين الجهاز الكبير لا تقل عن 1.2 متر. كما يجب اتخاذ تدابير لتخفيف اهتزازات أنبوب الحفر. تتمتع ممتصات الاهتزازات المصنوعة من المطاط بوظيفة التخميد فقط، مما يساعد على تقليل تآكل نهاية كل أنبوب حفر ويضمن عمر خدمة الأنبوب. أما ممتصات الاهتزازات المزودة بنوابض أو تلك التي تجمع بين المطاط والنوابض، فعلاوة على كونها فعّالة في ضمان عمر خدمة أنبوب الحفر، فإنها تستطيع أيضًا إزالة الخبث الشبيه بالطين والذي يصعب إزالته من رأس الحفار عبر الاهتزاز، مما يحسّن كفاءة العمل. بالنسبة لأنابيب الحفر المزودة بممتصات اهتزازات نابضة، يصبح عمر الخدمة للنابض أقصر عند استخدام طريقة تفريغ الاهتزازات. لذلك، يجب التحكم بصرامة في سعة الاهتزازات وعدد الاهتزازات، مع توفير نوابض احتياطية. ومن المستحسن أن يستخدم أنبوب الحفر القصير نظام النابض لتقليل الاهتزازات، بينما يستخدم أنبوب الحفر الطويل نظام المطاط للتخفيف من الاهتزازات.

3. هيكل ضبط عمود الحفر

حاليًا، هناك نوعان من هياكل ضبط صاري الحفر: المثلث والأشكال الأربعة المتوازية، ولكل منها مزاياه الخاصة. وفي موقع البناء، ومن منظور التركيب والتفكيك الذاتي لجهاز الحفر وعبور العوائق الجوية أثناء البناء، فإن هيكل ضبط صاري الحفر ذي الشكل المتوازي أكثر عملية.

4. النظام المساعد

1) يجب تزويد جهاز الحفر الدوار الخارجي بجهاز أوتوماتيكي لقياس العمق، يمكنه قياس عمق كل عملية حفر والعمق الإجمالي للحفر. هذا أمر لا غنى عنه لضمان الجودة والتشغيل الآمن لأجهزة الحفر.

2) كما يجب تزويد جهاز الحفر بجهاز لتصحيح الانحراف الرأسي، بطرق آلية ويدوية، وذلك لضبط وتصحيح الوضع الرأسي لأنبوب الحفر في أي وقت وبسرعة لضمان جودة الثقب.

3) تشمل أجهزة السلامة الخاصة بمنصة الحفر أجهزة إيقاف الطوارئ وحماية الكابينة. يمنع جهاز إيقاف الطوارئ بشكل رئيسي حدوث حوادث مثل إصابة الأشخاص في المنطقة العمياء لرؤية السائق أثناء عمل المنصة.

4) كل جزء من منصة الحفر لديه مساحة للإصلاح والصيانة، كما أن الأجزاء سهلة الاستبدال، والأدوات الخاصة والأدوات العامة المجهزة مع منصة الحفر كاملة ومتينة.

5. أمور أخرى

يتطلب نظام الطاقة أداءً موثوقًا وساعات عمل طويلة دون أعطال. وبشكل عام، ينبغي استخدام محركات ذات علامات تجارية مشهورة مع قطع غيار محلية؛ كما تتطلب الأنظمة الهيدروليكية والكهربائية أداءً موثوقًا، ويجب حل مشكلة قطع الغيار المحلية؛ كما يجب التحكم في حجم نقل جهاز الحفر بحيث لا يتجاوز الطول حوالي 13م، والعرض 3.2م أو أقل، والارتفاع 3.2م أو أقل.

لكل مُصنّع منصات حفر لها مزاياها الخاصة من حيث الأداء والسعر. يبلغ قطر الثقب لأبرز منتجات كل مُصنّع الحد الأقصى لقطر الحفر الذي يتراوح بين 1 و3 أمتار، مما يوفر للمستخدمين مجموعة واسعة من الخيارات. باختصار، يتمتع كل نوع من منصات الحفر بمزاياه المختلفة؛ فبعضها رخيص نسبيًا، وبعضها أكثر أتمتةً لكنه يتطلب نفس متطلبات التشغيل، في حين يتميز بعضها بأداء ممتاز ولكنه أغلى ثمنًا. وفقًا لوضعهم المالي الخاص وللظروف الهندسية الشائعة، يدرس المستخدم بشكل شامل جودة التكلفة، ويختار منصات الحفر التي تتمتع بأسعار ومزايا أداء مختلفة.