مثقاب ثلاثي المخروط: رؤى تطبيقية
1) الهيكل الأساسي لـرؤوس المثقاب ثلاثية المخروطجسم لقمة الحفر: يتكون من ثلاث قطع أسنان مُجمّعة ومُلحومة، ويوجد في جزئه العلوي خيوط توصيل. الترس: جسم معدني مخروطي الشكل يتكون من جسم الترس والأسنان. تنقسم الأسنان إلى نوعين: أسنان مطحونة وأسنان إدخال، ومحامل وفوهات جهاز إحكام تخزين الزيت.
2) مبدأ عمل مثقاب المخروط الأسطواني عندمالقمة مخروط الأسطوانةيعمل في قاع البئر، يدور لقمة الحفر بأكملها حول محور لقمة الحفر، وهو ما يسمى بالثورة، وتتدحرج المخاريط الثلاثة في قاع البئر وفقًا لمحاورها الخاصة، وهو ما يسمى بالدوران. يؤثر ضغط الحفر الذي يتحمله لقمة الحفر على الصخور من خلال الأسنان، مما يتسبب في كسر الصخور (تأثير التكسير). أثناء عملية الدرفلة، يتلامس المخروط بالتناوب مع قاع البئر بأسنان مفردة وأسنان مزدوجة، ويتقلب موضع مركز المخروط، مما يتسبب في اهتزاز لقمة الحفر طوليًا. يتسبب هذا الاهتزاز الطولي في ضغط سلسلة الحفر وتمديدها باستمرار. تحول سلسلة الحفر السفلية طاقة التشوه المرنة المتغيرة بشكل دوري إلى قوة تأثير على التكوين من خلال الأسنان لكسر الصخور. هذا التأثير والتأثير التكسير هو الطريقة الرئيسية لقمة الحفر المخروطية الأسطوانية لكسر الصخور.
بالإضافة إلى تأثيرها على الصخور في قاع البئر وسحقها، تُحدث مثقاب المخروط الأسطواني أيضًا تأثيرات قص على الصخور في قاع البئر. فبينما يتدحرج المخروط في قاع البئر، فإنه يتسبب أيضًا في انزلاق الأسنان على قاع البئر. يُحدث انزلاق الأسنان تأثير قص على الصخور في قاع البئر، مما يؤدي إلى كشط قاع البئر مثل مثقاب المكشطة. ويحدث انزلاق الأسنان بشكل رئيسي بسبب المخروط المساعد العلوي وترتيب الترس المتحرك. ويؤدي الترتيب العلوي للمخروط المخروطي إلى الانزلاق في الاتجاه المماسي، ويؤدي ترتيب الترس المتحرك إلى الانزلاق في الاتجاه المحوري. وبشكل عام،رؤوس المثقابلحفر التكوينات اللينة إلى متوسطة الصلابة، صُممت رؤوس الحفر بمخاريط علوية ومركبة وأعمدة متحركة؛ أما رؤوس الحفر لحفر التكوينات متوسطة الصلابة إلى الصلبة، فهي مصممة بمخاريط علوية ومركبة؛ أما رؤوس الحفر لحفر التكوينات شديدة الصلابة وعالية الكشط، فهي مصممة بمخاريط علوية ومركبة. غالبًا ما تستخدم رؤوس الحفر مخاريط أحادية، لا تتجاوز المحور أو تحركه.
٣) تصنيف واختيار رؤوس الحفر الأسطوانية: يوجد العديد من مُصنّعي رؤوس الحفر الأسطوانية، وهم يُوفرون رؤوس حفر بأنواع وهياكل مُختلفة. لتسهيل اختيار واستخدام رؤوس الحفر المخروطية الأسطوانية، وضع المعهد الدولي لمقاولي الحفر (IADC) معيار تصنيف مُوحّدًا وطريقة ترقيم لرؤوس الحفر المخروطية الأسطوانية حول العالم. ينصّ المعهد على أن يُمثَّل كل نوع من رؤوس الحفر برقم مُكوَّن من ثلاثة أرقام، ومعنى كل رقم هو كما يلي:
- الرقم الأول يشير إلى نوع السن والتكوين المناسب للحفر: 1- سن طحن، تكوين ناعم؛ 2- سن طحن، تكوين متوسط إلى متوسط الصلابة؛ 3- سن طحن، تكوين صلب، كاشط أو شبه كاشط؛ 4- احتياطي؛ 5- سن، تكوين ناعم إلى متوسط؛ 6- سن، تكوين متوسط الصلابة؛ 7- سن، تكوين صلب، كاشط أو شبه كاشط؛ 8- سن، تكوين شديد الصلابة، شديد التآكل.
- يشير الرقم الثاني إلى أن التكوين المحفور ينقسم إلى أربع درجات صلابة: 1، 2، 3، و4.
- الرقم الثالث يشير إلى الخصائص الهيكلية لقمة الحفر: 1- محمل دحرج غير محكم الغلق؛ 2- صف خارجي على شكل حرف T من الأسنان لحماية القطر؛ 3- إدخال الأسنان لحماية القطر على قطر المقياس؛ 4- محمل دحرج محكم الغلق؛ 5- محمل دحرج محكم الغلق على قطر المقياس يوجد إدخالات ومقاييس؛ 6- محامل انزلاقية محكمة الغلق؛ 7- محامل انزلاقية محكمة الغلق مع إدخالات ومقاييس على المقياس؛ 8- رؤوس انحراف البئر الاتجاهية؛ 9- أخرى.
مميزات وفوائد رؤوس المثقاب المخروطية الأسطوانية:
- 1. كسر الصخور مع التأثيرات المزدوجة للصدمة والقص، سواء تأثير الأسنان أو القص الناجم عن الانزلاق، مما يؤدي إلى كفاءة عالية في كسر الصخور.
- 2. إنه قابل للتكيف مع مجموعة واسعة من الطبقات ومناسب للحفر في جميع الطبقات.
- 3. يتميز مِثقب الحفر بتأثير تنظيف ذاتي جيد وليس من السهل أن يتسخ.
- 4. تكلفة مِثقاب الحفر أقل.