عندما تظهر في الثقب نفسه صخور متجمدة وصخور صلبة كاملة، لا تواجه الحفارة نوعاً واحداً من الطبقات، بل سلسلة من حالات العمل التي يجب التبديل بينها ذهاباً وإياباً. الصخور المتجمدة فضفاضة نسبياً، وجدار الثقب عرضة لعدم الاستقرار، وكمية الرجيع كبيرة، بينما الصخور الصلبة الكاملة ذات مقاومة عالية وتقدم بطيء وتتطلب تغذية هواء مستمرة ومستقرة. إذا تم التعامل مع هذين المقطعين كأمر واحد، فمن السهل أن تتعطل العملية في أحد المقطعين. فيما يلي، باستخدام معلمات WR400QS المنشورة على هذا الموقع كعينة، نوضح شروط ملاءمة معدات فئة 400 متر في مقاطع الثقب المتناوبة هذه، مع الاعتماد فقط على القيم والأوصاف الواردة في البيانات.
أولاً نفكك كلمة "التناوب"
التناوب لا يعني الخلط المتجانس. فهو عادة يظهر على النحو التالي: الطبقة العلوية والطبقة المتجمدة سميكتان نسبياً، ثم الدخول إلى كتلة صخرية أكثر تكاملاً، وقد تتخللها نطاقات مكسورة أو شقوق. تشمل الطبقات المناسبة المدرجة في بيانات WR400QS الصخور المتجمدة والحجر الجيري والحجر الرملي والجرانيت، كما توضح دعم الحفر الدوراني بالطين، ويمكنها التعامل مع الطبقات الفضفاضة مثل طبقات التربة والطين والرمل. وهذا يعني أن الماكينة نفسها في مقطع حفر واحد تحتاج أساساً إلى تبديل طريقة الحفر ومعلمات التشغيل، وليس تبديل الآلة.
ما هي الشروط التي تنطبق عليها المعدات، وما هي الشروط التي يجب الحكم عليها بشكل منفصل في الموقع، يجب سردها بشكل منفصل.
مقطع الطبقة المتجمدة: حل جدار الثقب أولاً، ثم الحديث عن التقدم
لدى البيانات ملاحظة واضحة حول الطبقات الفضفاضة: عندما تكون الطبقة العلوية سميكة، يجب إعطاء الأولوية لاستقرار جدار الثقب، ثم الدخول إلى الطبقة الصخرية لبدء الحفر الهوائي بالمطرقة الغاطسة. تحدد هذه العبارة ترتيب الحكم في مقطع الطبقة المتجمدة — فهي ليست مسألة "أي لقمة حفر تستخدم"، بل مسألة ما إذا كان جدار الثقب قادراً على الصمود حتى المقطع التالي.
عدة بنود متعلقة بالمعلمات في هذا المقطع
- يوفر نظام الدوران وضعين 8000 / 4000 N·m، يقابلان أقصى سرعة دوران 75 / 150 r/min، ويمكن اختيار درجة السرعة الأعلى في المرحلة ذات المقاومة الأقل وكمية الرجيع الأكبر.
- القيمة المرجعية لقوة الضغط المحورية 4 T، تستخدم للتحكم في التغذية.
- يمكن تجهيز المعدات بمضخة طين أو مضخة طرد مركزي أو مضخة رغوة، لدعم تثبيت الجدار وحمل الرجيع وتصريف المياه.
- مشوار الأرجل الهيدروليكية 1.6 m، يستخدم لتسوية ودعم الأرضية الطرية، وتشير البيانات إلى ضرورة استخدام ألواح تحت الأرجل على الأرضية الطرية.
يجب التمييز هنا: استقرار جدار الثقب يتحكم فيه أساساً نظام الطين وخطة التغليف وإيقاع التغذية، أما درجة الدوران وقوة الضغط المحورية فهي مجرد متغيرات تشغيلية ضمن ذلك. لم تقدم البيانات سرعة دوران محددة أو نسبة خلط طين تقابل نوعاً معيناً من الصخور المتجمدة، وهذا يقع ضمن نطاق العملية الميدانية.
الدخول إلى الصخور الصلبة الكاملة: تغذية الهواء أكثر إلحاحاً من قيمة الضغط
في مقطع الصخور الكاملة، ينتقل التناقض الرئيسي من جدار الثقب إلى قاع الثقب. توضح البيانات أن الحفر بالمطرقة الغاطسة DTH يوصي بضغط عمل 1.2–3.5 MPa واستهلاك هواء 16–55 m³/min، ويمكن مطابقته مع سلسلة المطارق الغاطسة متوسطة وعالية ضغط الهواء؛ كما تنبه إلى أنه بالنسبة للقطر الأكبر أو الصخور الصلبة الكاملة أو ظروف الارتفاع العالي، غالباً ما يكون كفاية تصريف ضاغط الهواء أكثر أهمية من مجرد الوصول إلى قيمة الضغط.
معنى هذه الملاحظة لفئة 400 متر
مع زيادة عمق الثقب، يواجه ضاغط الهواء بنفس التصريف خسائر على طول المسار أكبر، وينخفض كل من حجم الهواء الفعلي والضغط عند قاع الثقب. في الصخور الصلبة الكاملة يعتمد رجوع الرجيع على تيار هواء صاعد مستقر، وإذا كان حجم الهواء غير كافٍ، فإن تراكم الرجيع في قاع الثقب يؤثر مباشرة على التقدم وحالة أدوات الحفر. لذلك في مقطع الصخور الصلبة ضمن الطبقات المتناوبة، لا يكون أساس الحكم "هل ضغط ضاغط الهواء الاسمي كافياً"، بل ما إذا كان قاع الثقب قادراً فعلياً على الحفاظ على استمرارية رجوع الرجيع.
تشير البيانات أيضاً إلى أنه إذا انخفض الرجيع أو كان ضغط الهواء غير طبيعي، يجب أولاً الحكم على وجود انسداد أو تسرب هواء أو تراكم رجيع في قاع الثقب، بدلاً من زيادة الدفع ببساطة. هذا الترتيب في المعالجة يستحق التنفيذ وفقاً لمعناه الأصلي.
ما تتولاه قوة الرفع والحركات السريعة في كل مقطع
قوة الرفع 22 T في WR400QS، التفسير في البيانات هو أنه مع زيادة عمق الثقب، يزداد وزن أنابيب الحفر والاحتكاك مع جدار الثقب ووزن التغليف، وقدرة الرفع الأكبر تساعد على إنزال ورفع أنابيب الحفر بشكل طبيعي واستعادة أدوات الحفر والتعامل مع التغليف. وهي تعمل في كل من الطبقة المتجمدة ومقطع الصخور الصلبة، لكن بطريقة مختلفة: الطبقة المتجمدة ترتبط أكثر بالتعامل مع التغليف، بينما مقطع الصخور الصلبة يستخدم أكثر في إنزال ورفع أنابيب الحفر واستعادة الأدوات.
توضح البيانات نفسها موقع التقدم السريع 56 m/min والرفع السريع 29 m/min بوضوح — فهي تستخدم أساساً في إعادة رأس القدرة وتشغيل أنابيب الحفر والحركات غير الحفرية، أما سرعة التقدم الفعلية في الطبقة الصخرية فتعتمد على الطبقة ولقمة الحفر والمطرقة الغاطسة وقدرة ضاغط الهواء. لا ينبغي اعتبار هذه القيم توقعات للتقدم.
بالإضافة إلى ذلك، توضح البيانات صراحة أنه عند مواجهة انحشار أو تقلص القطر أو سقوط كتل من جدار الثقب، يجب إعطاء الأولوية لحلها من خلال تنظيف الثقب وتعديل العملية، بدلاً من الاعتماد فقط على أقصى قوة رفع للسحب بالقوة. هذه النقطة يجب الانتباه إليها بشكل خاص عند حدود الطبقة المتجمدة والصخور الصلبة، لأن سقوط الكتل وتقلص القطر يحدثان بالضبط في مثل هذه المواقع الحدودية.
النطاق المكسور ومقطع الشقوق: إشارات تتطلب خفض السرعة
وصف البيانات للنطاق المكسور هو أنه قد يسبب سقوط كتل وتسرب هواء وانحشار، ويوصى بخفض التقدم السريع والحفاظ على تنظيف الثقب المستمر، واستخدام الرغوة أو التغليف أو تدابير مساعدة أخرى حسب تسرب الهواء وحالة جدار الثقب؛ وإذا زادت مقاومة دوران أدوات الحفر فجأة، يجب الحكم فوراً على وجود سقوط كتل أو تقلص قطر في الثقب.
في الطبقات المتناوبة، غالباً ما يكون النطاق المكسور محصوراً بالضبط بين الطبقة المتجمدة والصخور الكاملة، أو يظهر عند موقع تغير مفاجئ في الخصائص الصخرية. هذا المقطع لا ينتمي إلى "الفضفاض" ولا إلى "الكامل"، ولا يمكن العثور على درجة مخصصة له في المعلمات، ويحتاج إلى تعديل فوري بناءً على التغذية الراجعة داخل الثقب. لم تقدم البيانات معياراً كمياً للنطاق المكسور، ويجب توضيح ذلك بصدق هنا.
بعد الدخول إلى الطبقة الحاملة للمياه، يتغير أساس الحكم
تشير البيانات إلى أنه بعد الدخول إلى الطبقة الحاملة للمياه الرئيسية، ستغير المياه الجوفية حالة إزالة الرجيع وعمل المطرقة الغاطسة في الثقب، ويجب تسجيل عمق طبقة خروج المياه في الوقت المناسب، وتعديل تغذية الهواء وتنظيف الثقب وطريقة التغليف حسب كمية التدفق؛ وفي مرحلة إنجاز البئر يجب أيضاً تركيب أنابيب الترشيح ومقطع إغلاق المياه بشكل معقول حسب موقع الطبقة الحاملة للمياه.
في ثقب تتناوب فيه الصخور المتجمدة والصخور الكاملة، قد تقع الطبقة الحاملة للمياه في أي مقطع. مقطع التدفق القوي يضعف تأثير إزالة الرجيع الهوائية، وفي هذه الحالة إذا استمر الحفر بمعلمات تغذية الهواء الأصلية، ستتغير العينات الراجعة وحالة قاع الثقب. هذا المقطع يندرج ضمن ظروف التشغيل التي تحتاج إلى تعديل حسب كمية التدفق الفعلية، ولم تقدم البيانات عتبة محددة.
هناك أيضاً عدة بنود على جانب المعدات تتعلق بالتنفيذ طويل الأمد
- الوزن الإجمالي للماكينة حوالي 8.6 T، والأبعاد الخارجية حوالي 6.25 × 1.7 × 2.39 m، وسرعة السير على الجنزير حوالي 3 km/h، والزاوية المرجعية لأقصى صعود 21°، وعند الانتقال يجب الانتباه إلى قدرة تحمل الأرضية واستقرار المنحدر ومسار النقل.
- تستخدم محرك Weichai بقدرة 103 kW، ومدة التنفيذ في الآبار متوسطة العمق والصخور الصلبة طويلة نسبياً، وتشير البيانات إلى ضرورة تنظيف مرشح الهواء والمبرد بانتظام والانتباه إلى تبريد المحرك وجودة الوقود.
- قوة رفع الرافعة المساعدة 1.5 T، يمكن استخدامها لنقل المطرقة الغاطسة وأنابيب الحفر والتغليف والملحقات الموقعية.
- تدعم أنابيب حفر 6 m، ويوصى بقطر أنابيب الحفر 89 / 102 mm.
هذه شروط على مستوى الماكينة ككل، ولا تتغير في الطبقات المتناوبة بسبب تغيير المقطع، لكنها تؤثر مباشرة على إمكانية تنفيذ إحدى العمليات بشكل متصل.
ما هي الشروط التي لم تقدمها البيانات ويجب تأكيدها بشكل منفصل
النقاط التالية لا يوجد لها أساس في البيانات المنشورة على هذا الموقع، ولا ينبغي استنتاجها بشكل شخصي، ويوصى بالتحقق منها بنداً بنداً في مرحلة الخطة:
- توقعات سرعة التقدم المحددة لكل مقطع من الصخور المتجمدة والصخور الصلبة والنطاق المكسور؛ تقول البيانات فقط إن سرعة التقدم تعتمد على الطبقة ولقمة الحفر والمطرقة الغاطسة وقدرة ضاغط الهواء.
- التركيبة المحددة لنظام الطين وكثافته وخطة تثبيت الجدار.
- الكمية المحددة ونسب الخلط للرغوة أو التدابير المساعدة الأخرى المستخدمة في النطاق المكسور ومقطع تسرب الهواء.
- عند أي كمية تدفق للمياه في الطبقة الحاملة للمياه يجب تغيير طريقة التغليف أو إغلاق المياه.
- نقاط مطابقة تغذية الهواء لأقطار حفر مختلفة (نطاق 105–325 mm) تحت نفس الخصائص الصخرية.
- القيم الفعلية لعمق الحفر النهائي ونتيجة إنجاز البئر.
يتعلق المحتوى أعلاه بمزيج محدد من الطبقات وأدوات الثقب، ويجب أن يعتمد على ظروف التشغيل الفعلية في الموقع وخطة تنفيذ متخصصة، ولا تشكل بيانات هذا الموقع استنتاجاً تنفيذياً لنوع معين من الطبقات.
تثبيت ترتيب التحقق في مقاطع الثقب المتناوبة
باختصار، يمكن أن يسير ترتيب الحكم في مثل هذه المقاطع طبقة بطبقة: في المقطع العلوي الفضفاض أو المتجمد، تأكد أولاً من جدار الثقب وتدابير تثبيت الجدار، ثم ادخل إلى الحفر الهوائي؛ في مقطع الصخور الصلبة الكاملة، ركز على التحقق من قدرة تصريف ضاغط الهواء على الحفاظ على رجوع الرجيع عند قاع الثقب؛ في النطاق المكسور، اخفض السرعة حسب التغذية الراجعة داخل الثقب وواصل تنظيف الثقب؛ في الطبقة الحاملة للمياه، عدل تغذية الهواء وهيكل إنجاز البئر حسب حالة خروج المياه. يمكن العثور على أساس المعلمات لكل خطوة في بيانات WR400QS، لكن خطة الربط الفني بين المقاطع لا تزال بحاجة إلى تأكيد منفصل قبل بدء العمل بالاستناد إلى الظروف الهيدروجيولوجية المحلية.