مکانیزم چالزنی با روش چرخشی (دورانی ) Rotary Drilling

[Alireza Hashemi 33392]

در ماشینهای حفاری دورانی لوله و مته هر دو می چرخند ثانیا انرژی که از طریق لوله و مته به سنگ وارد و موجب حفر چال می شود ترکیبی است از انرژی چرخشی و تراست (فشار روی مته )در این نوع سیستم مته و لوله به طور خود کار نمی چرخند بلکه چرخش آنها ناشی از انرژی است که از صفحه ی دوار ( rotary tables ) به لوله ی چند بر و از آن به لوله و مته منتقل نمی شود . به عبارت دیگر با چرخش صفحه دوار، لوله و مته نیز می چرخند به همین دلیل به ماشین نام ماشین چرخشی یا دورانی اطلاق می شود.

تنشی که از طریق مته به سنگ وارد می آید از نوع مماس بوده و بدین جهت نیز مقاومت بر رشی سنگ ها در این روش اهمیت دارند. و سنگ ها از طریق خراش برداری و تراشیدگی به صورت قطعات ریز بین 8/1 تا 1 اینچ در می آیند . چنانچه گفته شد انرژی چرخشی از طریق صفحه ی دوار تامین می شود و تراست یا بار روی مته توسط لوله های پشت مته ، و ارتباط آنها با پایه و تیرهای ستونی در سطح از طریق سیلندر هیدرولیکی ، کابلها و غیره تامین می شود. مقدار تراست یا بار روی مته به نوع سنگ و قطر مته بین 1000 تا 8000 پوند به ازای هراینچ مته متغییر است.

سرعت حفاری در این نوع سیستم عمدتا به نوع مته، نوع سنگ،مقدار انرژی چرخشی و تراست (بار روی مته) بستگی دارد . در طبقات کم مقاومت از نوع مته تیغه ای در سنگ های نیمه سخت از نوع مته ی مخروطی و در سنگ های سخت از نوع دگمه ای استفاده می شود. سیستم حفاری چرخشی (دورانی)معمولا در معادن برای حفر چالهای با قطر 6 الی 17 اینچ (150 تا 431.8 میلی متر ) و عمق بین 30 تا 60 فوت (9 الی 18 متر ) به کار برده می شوندو عمدتا سیستم حفاری شامل منبع قدرت،موتور،لوله حفاری،دکل و پایه می باشد.

سیستم حفاری چرخشی (دورانی) جهت حمل و انتقال یا به روی کامیون سوار می شوند یا دارای چرخ زنجیری اند.انتخاب هر یک از دو حالت فوق به اندازه ی سیستم حفاری ،ومقدار تحرک ماشین حفاری بستگی دارد.

قسمتهای عمده ی یک ماشین حفاری چرخشی (دورانی) عبارتند از :

 

1- تاج دکل (crown ) : که کابلهای ماشین از آن عبور داده می شوند.

2- کابلهای حفاری (drilling line ) : که ضمن عبور از تاج ماشین از طریق طناب خور لوله های حفاری را نگه می دارد.

3- طناب خور (traveling block ): کابلهای بالابر و پایین بر لوله ها از آن عبور داده می شود.

4- قلاب (rotary hook ): زائده ی منتهی الیه طناب خور که مانع می شود تا چرخش لوله ها به کابلها منتقل شود.

5- هرزه گرد (swivel ): باعث اتصال شیلنگ گل حفاری با لوله ی چند بر است.

6- لوله چند بر (Kelly ) به صفحه ی دوار مرتبط است و باعث انتقال انرژی چرخشی به لوله ها می شود .

7- شیلنگ گل حفاری (rotary hose ) :از یک سو به لوله ایستایی و از سوی دیگر به هرزه گرد مرتبط است و گل حفاری از طریق شیلنگ به هرزه گرد و پس از عبور از هرزه گرد (swivel ) داخل لوله های حفاری می شود.

8- لوله ی فولادی عبور دهنده گل (stand pipe ) : که به لوله ی ایستایی معروف است و گل حفاری پس از عبور از آن وارد شیلنگ گل حفاری می شود.

9- پایه ی دکل ( substructure ) : که فشارهای دکل را تحمل می کند .

10- مته (Bit ,Rock ) : در تماس با سنگ بوده و انرژی مته به سنگ منتقل می شود.

11- صفحه دوار (rotary tab le ) : باعث چرخش لوله و مته می شود.

12- سیستم مرکزی کنترل کننده کابلها و مرکز تجمع کابلها (drawworks ) : در این مرکز طول کابلها کم یا زیاد می شود.

13- موتور (Engine ): تامین کننده ی قدرت و انرژی ماشین می باشد.

14- پمپ گل حفاری (pump , slash ) : گل حفاری را از مخزن پمپاژ می کند.

15- غربال کننده ذرات حفاری از گل (shale shaker ): باعث جدا یش ذرات حفاری از گل می شود.

16- مخزن گل mudpit : حدودا بین 300 تا 700 بشکه گل در آن نگهداری می شود.

17- خط جریان گل : مسیر حرکت گل در سطح زمین است .

18- دکل (derrick ): فشارها و سنگینی لوله ها از طریق کابلها به آن منتقل می شود.