في جدول مواصفات CR1000P، يُكتب قسم رأس القدرة الدوار في ثلاثة أسطر: نقل مباشر من العمود الرئيسي، السرعة القصوى 1250 rpm، عزم الدوران الأقصى 1100 N·m. وفي وحدة الطين في الوثيقة نفسها توجد قيمة أخرى هي 1500 rpm — وهي سرعة خلاط الطين. القيمتان بالوحدة نفسها لكنهما تشيران إلى نظامين مختلفين تماماً. يتناول هذا المقال فقط ما تقيده قيمة 1250 rpm الخاصة برأس القدرة فعلياً في الحفر اللبي العميق، وما لا يمكنها توضيحه.
1250 rpm تصف الحد الأقصى لدوران رأس القدرة نفسه
لنوضح أولاً انتماء القيمة. تُكتب 1250 rpm في خانة رأس القدرة الدوار، إلى جانب طريقة الإدارة (محرك هيدروليكي مسنن)، وطريقة النقل (نقل مباشر من العمود الرئيسي)، والقطر الأقصى لقضيب الحفر 114 mm. هذه قيمة يقدمها النظام: أقصى سرعة يمكن أن يصل إليها العمود الرئيسي لرأس القدرة عندما تسمح الظروف الهيدروليكية وظروف النقل بذلك.
يجب تمييزها عن قيمتين. الأولى سرعة خلاط الطين 1500 rpm، وهي سرعة جهاز الخلط نفسه؛ والثانية سرعة المحرك الكهربائي 3000 / 1450 rpm، وهي سرعة جانب مصدر القدرة، ويفصلها عن سرعة العمود الرئيسي نقل هيدروليكي. إذا سُجلت هذه القيم الثلاث كمعاملات من النوع نفسه، سيفقد أي مقارنة لاحقة مرجعيته.
السرعة تقيد مرحلة الدوران، وليست إيقاع الحفر للمعدة بأكملها
يمكن تقسيم الحفر اللبي تقريباً إلى عدة مراحل عمل متزامنة: الدوران، والتغذية المحورية، ودوران الطين، ورفع الكابل. ولكل مرحلة في CR1000P قيمها الخاصة.
- الدوران: السرعة القصوى 1250 rpm، عزم الدوران الأقصى 1100 N·m
- المحوري: قوة الدفع 67 kN، قوة السحب 130 kN، شوط التغذية 1.8 m
- الدوران: معدل تدفق الطين 100 L/min، ضغط الطين 7 MPa
- المساعد: سعة الكابل 1200 m (كابل فولاذي 6 mm)، قوة الرفع للأسطوانة الفارغة 14.5 kN، قوة الرفع للأسطوانة الممتلئة 6.9 kN
تظهر 1250 rpm في المجموعة الأولى فقط. فهي توضح الحد الأقصى لدوران رأس القدرة، ولا تحل محل الحكم على جدوى ثقب عميق بناءً على الحمل المحوري ومعدل تدفق سائل الغسل وقدرة الرفع.
الظروف التي تظهر فيها 1250 rpm في الوثائق
عمق الحفر المرجعي لـ CR1000P هو 1150 m لـ BQ، و1000 m لـ NQ، و550 m لـ HQ؛ وكلما صغر قطر اللب زاد عمق الحفر المرجعي. ومع ذلك، لرأس القدرة في المعدة نفسها قيمة سرعة قصوى واحدة فقط، وهذا بحد ذاته يوضح أن السرعة الاسمية هي الحد الأقصى من جانب المعدة، أما السرعة المستخدمة فعلياً عند أعماق وأقطار وطبقات صخرية مختلفة فهي مسألة أخرى.
وتُكتب إلى جانب السرعة في الوثائق زاوية الثقب 45°–90°، وطول قضيب الحفر المناسب 1 / 1.5 m، والقطر الأقصى لقضيب الحفر المناسب لرأس القدرة 114 mm. وتشكل هذه البنود معاً حدود عمل نظام الدوران، ولا تكفي قراءة أي منها منفردة.
عندما يزداد عمق الثقب، تواجه السرعة تغيرات الحمل
بعد قسم رأس القدرة، تذكر الوثائق بوضوح: مع زيادة عمق الثقب، يصبح تأثير وزن قضيب الحفر والاحتكاك بجدار الثقب وانحراف الثقب أكثر وضوحاً، وينبغي للمشغل تعديل ضغط الحفر والسرعة وسائل الغسل في الوقت المناسب وفقاً لتغيرات عزم الدوران ومقاومة سحب القضيب، وتجنب الاستمرار في الحفر القسري في حالة غير طبيعية.
تضع هذه العبارة السرعة في علاقة ديناميكية. فـ 1250 rpm هي الحد الأقصى الذي يمكن أن يصل إليه رأس القدرة، أما السرعة المختارة فعلياً داخل الثقب فتتأثر بعدة أمور معاً: نوع رأس الحفر وطريقة القطع، ودرجة تماسك الطبقة الصخرية الحالية، وقدرة سائل الغسل على إخراج فتات الصخر، ومقاومة الدوران الناتجة عن وزن عمود قضبان الحفر. وفي الثقوب العميقة، إذا لم تتوافق معاملات الحفر مع حالة الثقب، فستظهر المشكلة أولاً في عزم الدوران ومقاومة سحب القضيب، لا في مقياس السرعة.
انحرافان شائعان في القراءة
الأول هو النظر إلى 1250 rpm وعزم الدوران بشكل منفصل. فالقيمتان في السطر نفسه تقابلان نوعين من الحمل على عمود الحفر نفسه — عزم الدوران اللازم لتدويره، والقدرة على تدويره بسرعة معينة. و1100 N·m و1250 rpm في CR1000P يأتيان من رأس القدرة نفسه، ولا يمكن دمجهما مع عزم دوران وسرعة معدة أخرى.
والثاني هو اعتبار 1250 rpm مؤشراً لكفاءة الحفر. فالوثائق لا تعطي معدل الحفر الميكانيكي الذي يمكن بلوغه بسرعة معينة في طبقة صخرية مقابلة، ولا تغير عمر رأس الحفر عند سرعات مختلفة. وللحكم على الكفاءة التي يمكن أن تحققها معدة في موقع تعدين معين، يجب أن تقرر ذلك ظروف الموقع وأدوات الثقب وطريقة التشغيل معاً، وقد أشارت الوثائق نفسها إلى ذلك.
ما لا تجيب عنه وثائق هذه المعدة
الأسئلة التالية لا تجد أساساً في الوثائق المنشورة لـ CR1000P، وتحتاج إلى تأكيد من الشركة المصنعة أو الجهة المنفذة: ظروف العمل المحددة التي تقابلها 1250 rpm، وأداء ارتفاع حرارة النظام الهيدروليكي عند استخدام هذه السرعة بشكل مستمر، ونطاقات السرعة الموصى بها في طبقات صخرية مختلفة، والعلاقة بين السرعة واختيار رأس الحفر. هذه أمور تنتمي إلى العمليات الميدانية ومستوى التشغيل، ولا تغطيها قيمة رقمية واحدة في الوثائق.
وبالمنطق نفسه، فإن سعة الكابل 1200 m وسرعة الرفع 116 m/min توضحان قدرة نظام الرفع، ولا ينبغي جمعهما مع 1250 rpm لرأس القدرة في مجموعة واحدة لتقييم قدرة المعدة على الحفر.