عند اختيار حفارة آبار المياه مع رفع الهواء العكسي الدوري، والرغوة الهوائية، ومطرقة DTH، ما هي الشروط

بعد تحديد حفارة آبار المياه نفسها، غالبًا ما تكون الملحقات الفنية هي الجزء الذي يحدد ما إذا كان يمكن حفر هذا البئر وفقًا للخطة. يعتمد كل من رفع الهواء العكسي الدوري، والرغوة الهوائية، ومطرقة DTH على الهواء المضغوط، لكن طرق استخدام الهواء ومواضع استخدامه ومتطلبات الضغط والتدفق تختلف. كما تختلف أدوات الحفر وتجهيزات رأس البئر والمواد الاستهلاكية المطلوبة. في مواد هذا الموقع، القيم المذكورة بوضوح هي قيم الواجهة المتعلقة بـ DTH. أما رفع الهواء العكسي الدوري والرغوة الهوائية فقد ذُكر فقط أنهما "يمكن تجهيزهما بمضخة رغوة"، لذلك توضح هذه المقالة الأجزاء المؤكدة والأجزاء التي يجب تأكيدها مع الشركة المصنعة بشكل منفصل.

أولاً، التمييز بين ما تفعله العمليات الثلاث داخل الحفرة

مطرقة DTH هي أداة تكسير صخور بالصدم في قاع الحفرة. يقوم الهواء المضغوط في قاع الحفرة بتشغيل المطرقة للصدم، وفي نفس الوقت يحمل فتات الصخور عبر الفضاء الحلقي بين أنبوب الحفر وجدار الحفرة إلى السطح. يمر الهواء في أنبوب حفر أحادي الجدار، ويؤثر على صخور قاع الحفرة.

رفع الهواء العكسي الدوري هو إدخال الهواء المضغوط بين الأنبوب الداخلي والخارجي لأنابيب الحفر مزدوجة الجدار، وتكوين خليط غازي سائل على عمق معين داخل الحفرة، ثم استخدام فرق الكثافة بين الخليط وعمود الطين داخل الحفرة لرفع الطين مع فتات الصخور من الأنبوب الداخلي إلى السطح. يعمل الهواء على عمود السائل على عمق معين داخل الحفرة، وليس مباشرة على الصخور.

الرغوة الهوائية هي إضافة وسط رغوي إلى تيار الهواء على أساس الحفر الهوائي أو الدورة الهوائية، وحمل فتات الصخور بالرغوة، وتُستخدم غالبًا في مقاطع الحفرة التي يصعب فيها على الهواء العادي إخراج فتات الصخور. القاسم المشترك بين العمليات الثلاث هو استخدام الهواء، ويتركز الاختلاف في هيكل أدوات الحفر، وموضع حقن الهواء، وقناة عودة رأس البئر.

مطرقة DTH: واجهة ذات قيم واضحة في هذا الموقع

تذكر مواد الطرازات WR450SE وWR400S وWR400QS في هذا الموقع: عند استخدام مطرقة DTH، يوصى بضغط عمل 1.2–3.5 ميجا باسكال، واستهلاك هواء 16–55 م³/دقيقة، ويمكن مطابقتها مع سلسلة المطارق متوسطة وعالية ضغط الهواء. WR450SE بعمق حفر أقصى 450 م وقطر حفر 105–400 مم؛ WR400S وWR400QS بعمق حفر أقصى 400 م وقطر حفر 105–325 مم.

تشير هذه الأرقام إلى نطاق الضغط واستهلاك الهواء القابل للتكيف من جانب الحفارة، ولا تعني أن أي ضاغط هواء يقع ضمن هذا النطاق يمكن تجهيزه مباشرة. تشير المواد أيضًا إلى أنه عند زيادة قطر الحفرة أو تصلب الطبقات الصخرية أو ارتفاع الارتفاع عن سطح البحر، تزداد متطلبات تدفق ضاغط الهواء، لذلك يجب الانتباه إلى الضغط والتدفق معًا عند اختيار ضاغط الهواء. يعتمد ما إذا كان التدفق الفعلي كافيًا أيضًا على الارتفاع المحلي ودرجة الحرارة المحيطة وطول الأنابيب والتسرب من الوصلات، ويجب التحقق من ذلك مع الشركة المصنعة لضاغط الهواء.

تشمل العناصر المساعدة التي يجب تأكيدها في مرحلة DTH: طراز المطرقة وقطر الحفر المناسب، ومواصفات لقمة الحفر المرافقة، وطريقة تشحيم المطرقة وزيت التشحيم، بالإضافة إلى القطر الداخلي لأنابيب الهواء عالية الضغط ومستوى تحمل الضغط والطول. تذكر مواد هذا الموقع في قسم الصيانة أنه يجب فحص تشحيم المطرقة وحالة ضاغط الهواء أثناء الحفر بـ DTH، لكنها لا تعطي ماركة زيت التشحيم أو استهلاك الزيت لكل حفرة أو مواصفات أنابيب الهواء المحددة، ويجب تأكيدها كتابيًا مع الشركة المصنعة في مرحلة الشراء.

عنصر يسهل إغفاله: شروط معالجة الحالة غير الطبيعية لتصريف فتات الصخور

تذكر مواد هذا الموقع أنه عند الانخفاض المفاجئ في فتات الصخور العائدة أو الضغط غير الطبيعي للهواء، يجب تنظيف الحفرة في الوقت المناسب وفحص تسرب الهواء، لمنع تراكم فتات الصخور في قاع الحفرة وانحشار أدوات الحفر. وهذا يعني أنه قبل الشراء يجب تأكيد ما إذا كان الموقع يمتلك وسائل تنظيف الحفرة، وما إذا كانت هناك وصلات أنابيب هواء احتياطية وقطع غيار، وما إذا كانت فوهة الحفرة لديها ظروف لتنظيم تصريف فتات الصخور وتقليل الغبار. هذه أمور مساعدة، وإذا لم تُكتب بوضوح فقد يتم حلها بشكل مؤقت بعد بدء العمل.

رفع الهواء العكسي الدوري: هذا الموقع لا يعطي الضغط ومواصفات أدوات الحفر

في المواد المنشورة لحفارات آبار المياه في هذا الموقع، يُدرج رفع الهواء العكسي الدوري كأحد اتجاهات العمليات الاختيارية، لكنه لا يذكر ضغط رفع الهواء المناسب، أو تدفق الهواء المطلوب، أو مواصفات أنابيب الحفر مزدوجة الجدار، أو هيكل غرفة خلط الهواء، أو شكل إحكام رأس البئر. لذلك يمكن إدراج البنود التالية فقط كأمور يجب تأكيدها مع الشركة المصنعة، ولا يمكن استنتاجها من 1.2–3.5 ميجا باسكال و16–55 م³/دقيقة في قسم DTH.

• قطر الأنبوب الخارجي والداخلي لأنابيب الحفر مزدوجة الجدار وشكل الوصلات، وعلاقة التوافق مع رأس الطاقة والماسك في الحفارة؛
• نطاق ضغط وتدفق ضاغط الهواء المطلوب لرفع الهواء، وما إذا كان يمكن مشاركة نفس ضاغط الهواء مع حالة DTH؛
• نطاق عمق تركيب غرفة خلط الهواء (أو صمام رفع الهواء) وظروف عمق الحفرة المقابلة؛
• متطلبات جهاز إحكام رأس البئر، وأنابيب عودة الماء، وحجم حوض الطين؛
• طريقة معالجة الطين العائد وتدويره، وما إذا كانت هناك حاجة إلى مرحلة ترسيب وإزالة رمل مخصصة.

تجدر الإشارة إلى أن قدرة الرفع في رفع الهواء العكسي الدوري ترتبط مباشرة بارتفاع مستوى السائل في الحفرة، وكثافة الخليط، وعمق حقن الهواء. وتتغير هذه المعلمات مع عمق الحفرة ومستوى الماء داخل الحفرة، وهي ظروف موقعية. إذا تعذر تحديد أي من البنود المذكورة أعلاه في مرحلة الشراء، فلا ينبغي إدراج هذه العملية في قائمة تجهيزات المعدات.

الرغوة الهوائية: المواد تصل فقط إلى مستوى "مضخة رغوة اختيارية"

تذكر مواد WR450SE وWR400S وWR400QS في هذا الموقع أنه يمكن تجهيز مضخة رغوة حسب المشروع، وتصنف مساعدة الرغوة كأحد أساليب معالجة مقاطع الحفرة ذات تسرب الهواء الشديد؛ ويذكر جزء مناطق التكسر والطبقات المتسربة أنه يمكن استخدام الرغوة أو أنابيب التغليف حسب جدار الحفرة وحالة تسرب الهواء.

لكن المواد لا تعطي نسبة سائل الرغوة، أو الاستهلاك لكل حفرة، أو نوع عامل الرغوة، أو معلمات التدفق والضغط لمضخة الرغوة، أو طريقة إزالة الرغوة ومعالجتها بعد عودتها. لذلك تشمل الأمور التي يجب تأكيدها مع الشركة المصنعة قبل الشراء: طريقة توصيل مضخة الرغوة بالحفارة وموقع تركيبها؛ طريقة حقن تيار الهواء عند استخدامها مع DTH أو الدورة الهوائية؛ ما إذا كان وسط الرغوة يفرض متطلبات إضافية على نظام الطين، وسنون أنابيب الحفر، وتشحيم المطرقة؛ ظروف جمع الرغوة العائدة والتخلص منها.

استخدام الرغوة كوسيلة لمعالجة الطبقات المتسربة لا يعني أن إضافة مضخة رغوة واحدة ستحل جميع مشاكل تسرب الهواء. تذكر المواد أيضًا أنه إذا كان تسرب الهواء شديدًا، فلا ينبغي فقط زيادة ضغط ضاغط الهواء، بل يجب أيضًا تحديد ما إذا كانت هناك شقوق كبيرة أو تجاويف. في مرحلة الشراء يمكن فقط تأكيد شروط المعدات والمواد الاستهلاكية، أما الحكم على إتمام الحفرة فيجب أن يستند إلى بيانات الطبقات.

الشروط المساعدة المشتركة بين العمليات الثلاث

بغض النظر عن العملية الهوائية المختارة، ستظهر الفئات التالية من الشروط في نفس الوقت، ويمكن تأكيدها مجمعة قبل الشراء:

من مواد هذا الموقع، يبدو أن مضخة الطين، والمضخة الطاردة المركزية، والمولد، ومضخة الرغوة كلها ضمن النطاق الاختياري حسب ظروف العمل: المشاريع ذات الطبقات الرخوة تحتاج أكثر إلى مضخة الطين، ومشاريع الصخور الصلبة تعتمد أكثر على ضاغط الهواء والمطرقة، ومقاطع تسرب الهواء الشديد قد تستخدم مساعدة الرغوة، والمواقع التي تفتقر إلى مصدر طاقة مستقر قد تحتاج إلى مولد.

أمور يمكن تدوينها على الورق قبل الشراء

• تحديد قطر الحفرة المستهدف ونطاق العمق للمشروع، ومقارنتهما بقطر الحفر ونطاق العمق الأقصى في مواد الطراز المختار؛
• كتابة متطلبات ضغط وتدفق ضاغط الهواء لحالة DTH كشروط شراء، مع ذكر ظروف الارتفاع ودرجة الحرارة؛
• طلب بيان كتابي منفصل لرفع الهواء العكسي الدوري يوضح الضغط المناسب وتدفق الهواء ومواصفات أنابيب الحفر مزدوجة الجدار؛
• طلب معلمات مضخة الرغوة ونوع المواد الاستهلاكية ومتطلبات معالجة العوائد للرغوة الهوائية؛
• تأكيد مواصفات المطرقة ولقمة الحفر وطريقة التشحيم وقائمة قطع الغيار؛
• تأكيد واجهات الملحقات وقائمة الملحقات الاختيارية من جانب الحفارة، لتجنب عدم إمكانية التوصيل عند الوصول.

في مواد هذا الموقع، WR450SE بعمق حفر 450 م، وقوة رفع 20 طن، وعزم دوران 9000/4500 نيوتن·متر، وقدرة 92 كيلوواط؛ WR400S بعمق حفر 400 م، وقوة رفع 22 طن، وعزم دوران 8000/4000 نيوتن·متر، وقدرة 92 كيلوواط؛ WR400QS بعمق حفر 400 م، وقوة رفع 22 طن، وعزم دوران 8000/4000 نيوتن·متر، وقدرة 103 كيلوواط. تصف هذه البيانات قدرة الحفارة نفسها، أما ضاغط الهواء ومضخة الرغوة وأنابيب الحفر مزدوجة الجدار وتجهيزات رأس البئر المطلوبة للعمليات المساعدة فهي أنظمة خارجية، ويجب تأكيدها بشكل منفصل كما هو موضح أعلاه.

أجزاء غير مغطاة في المواد ويجب تأكيدها كتابيًا مع الشركة المصنعة

النقاط التالية لا يوجد لها أساس في مواد هذا الموقع الحالية، ولا تقوم هذه المقالة بتخمينها: نطاق ضغط وتدفق ضاغط الهواء المقابل لرفع الهواء العكسي الدوري؛ المواصفات المحددة لأنابيب الحفر مزدوجة الجدار وشكل الوصلات؛ طراز غرفة خلط الهواء أو صمام رفع الهواء وعمق التركيب؛ نسبة الرغوة الهوائية واستهلاك المواد الاستهلاكية؛ متطلبات التخلص من عوائد الرغوة؛ طريقة التبديل بين العمليات الثلاث على نفس الحفارة وزمن التبديل.

نظرًا لوجود اختلافات في الظروف الجيولوجية الفعلية وأدوات الحفرة وطريقة التشغيل، يجب أن تعتمد كفاءة الحفر النهائية ونتيجة إتمام الحفرة على ظروف الموقع. يُوصى بكتابة الشروط المساعدة المذكورة أعلاه بندًا بندًا في عقد الشراء أو وثيقة التأكيد الفني، وبعد أن تعطي الشركة المصنعة معلمات كتابية، يتم إدراجها في قائمة المعدات.