انواع سیستم حفاری

[.MohammadReza. 19,850]

انواع سیستم حفاری

 

به دلیل تنوع سنگ انواع مختلف سیستم حفاری نیز جهت حفر چاه یا چاه درسنگ توسعه داده شده است که انتخاب آنها به اندازه پروژه ، طبیعت و نوع سنگ ، عمق و قطر چاه ، مقدار استخراج و غیره ...... بستگی دارد . ابتدایی ترین شکل از سیستم حفاری ، پتک وپتک میله فلزی بوده است که جهت شکستن وکاهش ابعاد سنگ به کار گرفته شده است . ولی بتدریج با تکامل تکنولوژی و افزایش تقاضا جهت مواد معدنی و غیره این نوع سیستم های اولیه جای خود را به سیستم های پیشرفته تری داده اند. به نحوی که بعضی از سیستمهای حفاری (چرخشی یا دورانی ) قادرند در ازای هر شیفت st 2000 فوتی (حدود 600m ) حفاری کنند به طور کل بر اساس مکانیزم نفوذ درسنگ چهار گروه سیستم حفاری تاکنون توسعه داده شده اند که عبارتند از:

 

1- سیستم حفاری دستی

 

2- سیستم حفاری ضربه ای

 

3- سیستم حفاری چرخشی

 

4- سیستم حفاری ضربه ای – چرخشی

[.MohammadReza. 19,850]

سیستم حفاری دستی Hand held drill

 

 

این نوع سیستم حفاری ابتدایی ترین نوع از ابزار حفاری به شمار می رود که هنوز هم مورد استفاده دارد . در این سیستم از نیروی انسانی ،به عنوان تامین کننده ی انرژی استفاده می شود و نیروی مکانیکی به کار گرفته نمی شود . در این سیستم اپراتور با یک دست عامل نفوذی ( میله نوک دار یاقلمی ) و با دست دیگر به وسیله چکش یا پتک به سر میله ضربه وارد می کند و از این طریق در سنگ نفوذ و شکستگی ایجاد می شود . سرعت نفوذ پذیری در این سیستم به دلیل کمی نیرو بسیار ناچیز و در کل بازدهی کم است . حداکثر سرعت در این سیستم 30cm سانتی متر در ساعت می باشد . در نوع پیشرفته یا تکامل یافته تر این سیستم ، دو اپراتور درحفاری نقش دارند . نحوه ی عمل به این ترتیب است که یک اپراتور با دو دست عامل نفوذی ( میله ی نوک دار یا قلمی ) را در نقطه ی دلخواه بر روی سطح سنگقرار می دهد و اپراتور دیگر به کمک پتک یا چکش ( به وزن حدود 5 کیلو گرم ) ضربه های محکم بر روی میله وارد می نماید .

 

سرعت نفوذ پذیری در این سیستم زیادتراز روش پیشین می باشد با این روش می توان در سنگی همچون گرانیت چالی به عمق 2 متر را درمدت 5 الی 6 ساعت حفر نمود.

برای معادن امروزه که همگی تولید بالایی دارند سیستم حفاری دستی با این بازدهی نمی توانند کار برد داشته باشند مگر آنکه به عنوان سیستم ثانویه در حفر چالهای انفجاری ثانویه با قطر تا 4/1 1 اینچ از آنها استفاده شود .

[.MohammadReza. 19,850]

چکشهای حفاری jack hammer

 

ابتدایی ترین نوع ازسیستم حفاری ضربه ای ، چکشهای حفاری می باشند که عمدتا برای حفر چالهای باقطر کم ( یک تا دو اینچ = 25تا 50 میلی متر ) به کار برده می شوند انرژی این نوع سیستم ها به وسیله ی هوای فشرده تامین و معمولا از آنها برای حفر چالها با عمق کم استفاده می شوند . چون کلا جهت چالهایی که با این سیستم حفاری می شوندبه سمت پایین است. لذا به آنها سینکر ( sinker ) نیز می گویند.

طبقه بندی چکشها بر اساس وزن آنها است که بین 30 تا 90 نیز ( 13تا 40 کیلو گرم ) متغییر اند. بخشهای عمده سیستم عبارتند از : چکش (hammer) یا ضربه زن ( به سیلندر و پیستون داخل آن اصطلاحا در حفاری ضربه ای ، چکشی یا ضربه زن گفته می شود ) میله حفاری و مته.

 

هنگامی که هوای فشرده در سیلندر توسط پیستون به جریان در می آید. آن را به سر میله می دهد . جلو وعقب رفتن پیستون داخل سیلندر با سرعتی معادل 2200 بار در هر دقیقه (bar/min) امکان پذیر است . به عبارت دیگر درهر دقیقه تا 2200bar بار عمل دمیدن هوا یا ضربه به سر میله صورت می گیرد . انرژی حاصله از ضربات پیستون به میله و از آنجا به متر و بالاخره به سنگ منتقل می شود . در صورتی که این انرژی بر مقاومت سنگ فزونی داشته باشد عمل نفوذ پذیری یا حفر صورت می گیرد.

 

 

در این سیستم میله حفاری به ازای هر ضربه به طور اتوماتیک قدری می چرخد تا مته ضربه های خود را هر بار بر روی سطح جدید از سنگ وارد کند.

در این سیستم معمولا از هوا جهت انتقال ذرات حفاری (cutting ) از ته چال استفاده می شود . در شرایط خاص ممکن است از آب به جای هوا برای انتقال ذرات حفاری استفاده گردد ( حفاری نیمه هیدرولیکی ) اگر چه در موارد نادر چکشهای حفاری برای چالهایی تا عمق 20 فوت ( حدودا 6 متر ) به کار گرفته شده اند اما بیشتر از آنها برای حفر چالهای تا عمق 10 فوت (حدودا 3 متر ) استفاده می شود.

نوع سنگین از این نوع سیستم چا لزنی ممکن است چالهایی تا قطر 2/1 2 اینچ ( بیش از 50 میلی متر ) را حفاری کند و طول میله تا 2 فوت باشد ( حدودا 60 سانتی متر ) اما امکان استفاده از میله هایی با طول بیش از 20 فوت نیز در این سیستم وجود دارد.

 

چکشهای حفاری یا پیکورها بیشتر در معادن زیر زمینی و کارهای ساختمانی و حفر چال برای انفجارهای ثانویه مورد استفاده قرار می گیرند.