مبدأ عمل جهاز الحفر ذو المِثقاب الأسطواني

أمثقاب ثلاثي المخروطيتكون من ثلاثة رؤوس حفر أصغر، كل منها مزود بأسنان متعددة من سبائك صلبة. عند تشغيل جهاز الحفر، يدور رأس الأسطوانة بالكامل مع قضيب الحفر، وهو ما يُعرف بـ"الدوران". يدور كل رأس أسطوانة صغير أيضًا حول محوره، مما يعني أن رأس الأسطوانة يدور ذاتيًا ويدور حول محوره. بالإضافة إلى ذلك، توجد آلية ضغط في أعلى قضيب الحفر تُطبق ضغطًا رأسيًا لأسفل كبيرًا، غالبًا ما يصل إلى عشرات الأطنان.

تحت هذا الضغط الرأسي، تُضغط أسنان سبيكة الصلب في مثقاب الأسطوانة على الصخر، مما يُسبب كسرًا موضعيًا. تُضغط سبيكة الصلب على الصخر، ويدور مثقاب الأسطوانة باستمرار، مما يُسبب قوى قص بين الأسنان. يُؤدي هذا القص إلى مزيد من طحن الصخر وتكسيره. وبالتالي،رؤوس المثقاب الدوارة ثلاثية المخروطاستخدام كل من الضغط المحوري والحركة الدورانية لسحق الصخور من خلال قوى الضغط والطحن والقص، وهي عملية تكسير ميكانيكية.

الصورة المعروضة هي جهاز حفر منزلي بمِثقاب أسطواني، طراز KY-310. يشير الرقم "310" إلى القطر الأكثر شيوعًا.مثقاب ثلاثي المخروطيُستخدم مع هذه الحفارة، التي يبلغ قطرها 310 مم. تتكون هذه الحفارة من مكونات متنوعة، مثل قضيب الحفر، وهيكل القضيب، وأسطوانات الرفع، والمنصة، وآلية المشي، ومثقاب الحفر، والرافعات، وأنظمة تنقية الغبار، وعربة الضغط الدوارة. تُسمى هذه الحفارة "حفارة أسطوانية عالية الدوران".

مقارنةً بحفارات الإيقاع، فإن أكبر ميزة لحفارات الأسطوانات هي قضبان الحفر الأطول، التي قد يتجاوز طول كل منها 9 أمتار. مع قضيبين، يصل الطول الإجمالي إلى 18 مترًا، وهو ما يكفي لمعظم عمليات التعدين. في المقابل، تكون قضبان الحفر في حفارات الإيقاع أقصر عمومًا، مما يتطلب استبدال المزيد من القضبان للوصول إلى نفس العمق، مما يقلل من الكفاءة.

تُظهر الصورة هنا أدوات الحفر الخاصة بمنصة الحفر الأسطوانية، بما في ذلك بتات ثلاثية المخروط ذات أسنان مطحونةيتكون عزم الدوران من أربعة أجزاء رئيسية: قضيب الحفر، ومثبت القضيب، وممتص الصدمات، ورأس الأسطوانة، مثلأدخل رؤوس مثقاب الأسنان.

على الرغم من أن المنصة تبدو كوحدة واحدة، إلا أنها تتكون من عدة أجزاء أصغر، وأسنان السبائك الصلبة هي الأهم. كما يتميز الجزء الخلفي من لقمة الأسطوانة بسبائك صلبة، مثل تلك الموجودة في بتات ثلاثية المخروط من كربيد التنغستنلتحسين مقاومة التآكل.رؤوس المثقاب ثلاثية المخروط TCIالموضحة في الصورة، استُخدمت في التعدين لفترة، وقد تآكلت أسنان السبائك الصلبة بشكل كبير. إذا استُخدمت هذه الرؤوس لفترة أطول في هذه الحالة، تنخفض كفاءة الحفر بشكل كبير. في هذه الحالات، يجب استبدال الرؤوس، أو يمكن استبدال السبائك الصلبة لاستعادة وظيفتها.

بالإضافة إلى ذلك، تتصل ثقوب صغيرة في لقمة الحفر بالمركز المجوف لقضيب الحفر، مما يوفر ممرًا للهواء. أثناء الحفر، تتراكم بقايا الصخور، وإذا لم تُزل في الوقت المناسب، ستحتك لقمة الحفر بالصخور بشكل متكرر، مما يقلل بشكل كبير من كفاءة الحفر. هذا أيضًا يزيد من تآكل لقمة الحفر ويقصر عمرها الافتراضي. لذلك، يجب استخدام هواء عالي الضغط لإخراج البقايا من الحفرة. قطر قضيب الحفر أصغر من قطر الحفرة، مما يُشكل فجوة لإخراج البقايا.

مع التقدم التكنولوجي المستمر والتحسينات في تقنيات التعدين، أصبحت منصات الحفر ذات الأسطوانات الدوارة، وخاصة تلك التي تستخدمبتات ثلاثية المخاريط الصلبةوبتات ثلاثية المخاريط لآبار المياهمن المتوقع أن تتطور إلى آلات أكثر كفاءة وذكاءً وصديقة للبيئة. نؤمن بأنبتات ثلاثية المخاريط من سوفت روكوستلعب التكنولوجيات الجديدة وغيرها من الابتكارات دوراً أكثر أهمية في عمليات التعدين المستقبلية، مما يؤدي إلى تحقيق المزيد من الإنجازات الرائعة.