شرط الكفاءة الذي لا يتحقق إلا بالنظر إلى طول التقدم مرة واحدة وطول أنبوب الحفر معًا

عندما تناقش فرق حفر آبار المياه كفاءة المعدات، غالبًا ما تفصل بين "طول التقدم في المرة الواحدة" و"طول أنبوب الحفر الواحد". الأول يتعلق بمشوار رأس القدرة أو آلية التغذية، والثاني يتعلق بطول الأنبوب المفرد. ليس من الصعب فهم هاتين القيمتين بشكل منفصل، لكن عند تطبيقهما على إيقاع الحفر الفعلي في الآبار متوسطة العمق، يجب أن تتوافقا معًا: فمهما كان المشوار طويلاً، إذا كان أنبوب الحفر 3 أمتار فقط، فلا مفر من وصل الأنابيب بشكل متكرر؛ ومهما كان أنبوب الحفر طويلاً، إذا لم يتوافق المشوار الفعال بعد فتح البرج مع مساحة إنزال ورفع الأنابيب، فلن تتحقق ميزة وصل الأنابيب الطويلة. يتناول هذا المقال هذه العلاقة التوافقية، ويستند إلى البيانات المنشورة للطراز WR400S لشرح الظروف التي تدعم هذا التوافق والظروف التي لا تزال بحاجة إلى تأكيد ميداني.

فصل مرحلتي العمل أولاً: مشوار التقدم يتحكم في التقدم داخل الحفرة، وطول أنبوب الحفر يتحكم في عدد مرات الوصل والفك

طول التقدم مرة واحدة يحدد المسافة التي تقطعها أداة الحفر في الحفرة بشكل متواصل في اتجاه محوري واحد، ويتعلق بمشوار التغذية وارتفاع البرج وموضع رأس القدرة. طول أنبوب الحفر يحدد عمق الحفرة الذي يغطيه كل أنبوب، وتكرار وصل وفك أنبوب الحفر. الأول يؤثر في زمن الحفر المتواصل داخل الأنبوب الواحد، والثاني يؤثر في إجمالي عدد العمليات المساندة للبئر بأكملها.

إذا تمت زيادة سرعة التقدم فقط مع أنابيب حفر قصيرة، فإن عمليات الوصل والفك وإنزال ورفع الأنابيب المساندة ستظل تقطع التقدم بشكل متكرر؛ وإذا تم استبدال الأنابيب بأنابيب طويلة فقط دون توافق البرج والمشوار ومساحة إنزال ورفع الأنابيب، فلن تتحقق ميزة الأنابيب الطويلة أيضًا. لذلك عند النظر إلى حفارة آبار متوسطة العمق، يجب التحقق من هاتين القيمتين في نفس جدول العمليات، وليس كل على حدة.

البنود في بيانات WR400S المرتبطة مباشرة بهذا التوافق

WR400S هي حفارة آبار مياه مجنزرة ببرج تلسكوبي من فئة 400 متر، والبنود في البيانات المرتبطة مباشرة بإيقاع وصل الأنابيب هي: دعم العمل المباشر بأنبوب حفر 6 أمتار وغلاف 6 أمتار، القطر الموصى به لأنبوب الحفر 89 / 102 مم؛ أقصى عمق حفر 400 م، قطر الحفر 105–325 مم؛ أقصى عزم لنظام الدوران 8000 / 4000 نيوتن·م، يقابل أقصى سرعة دوران 75 / 150 دورة/دقيقة؛ قوة الرفع 22 طنًا، قوة الضغط المحوري 4 أطنان؛ الرفع السريع 29 م/دقيقة، التقدم السريع 56 م/دقيقة؛ وزن الآلة الكلي حوالي 9.8 طن، الأبعاد الخارجية حوالي 6.26 × 1.85 × 2.43 م.

لا يمكن اعتبار هذه القيم وحدها استنتاجًا للكفاءة. ما توضحه هو: في آبار المياه من فئة 300–400 متر، يمكن لأنبوب الحفر 6 أمتار تقليل عدد مرات وصل الأنابيب، ويمكن للبرج التلسكوبي تقصير الهيكل الخارجي للآلة في حالة النقل، بينما يدعم في حالة العمل التنفيذ المباشر بأنبوب حفر 6 أمتار أو غلاف 6 أمتار. أما مقدار الوقت المساند الذي يمكن توفيره فعليًا، فيعتمد على الطبقات وقطر الحفرة وتكوين أدوات الحفر والتنظيم الميداني، ولم تقدم البيانات نتائج كمية، ولا ينبغي اختلاقها.

لماذا يجب النظر إلى أنبوب الحفر 6 أمتار والبرج التلسكوبي معًا

تقليل عدد مرات وصل الأنابيب الذي يجلبه الأنبوب الطويل يشترط أن يكون لدى البرج في حالة العمل مساحة كافية لاستيعاب هذا الأنبوب وإنزاله ورفعه. تكمن القيمة الهيكلية للبرج التلسكوبي في فصل المظهر الخارجي أثناء النقل عن المظهر أثناء العمل: عند الانتقال يُقصَّر البرج، مما يقلل صعوبة التحميل والمرور على الطرق؛ وبعد الفتح عند موقع البئر، يستمر في الحفاظ على قدرة العمل بأنبوب حفر 6 أمتار. بالنسبة للفرق التي تحفر عبر مناطق مختلفة، ومشاريع القرى والبلدات، والتنفيذ المتواصل في مواقع متعددة، فإن هذا الهيكل يخفف التناقض بين "الأنبوب الطويل يتطلب برجًا عاليًا، والبرج العالي يعيق الانتقال".

وعلى العكس، إذا كانت مواقع الآبار في المشروع مركزة والانتقالات نادرة، فإن الراحة في النقل التي يوفرها البرج التلسكوبي ليست المشكلة الرئيسية، ويجب أن يعود محور التقييم إلى تغطية عمق الحفر ونطاق قطر الحفرة وتقنيات الطبقات. وإذا كانت آبار المشروع ضحلة نسبيًا، فإن أهمية تقليل عدد مرات وصل الأنابيب بواسطة أنبوب الحفر 6 أمتار تتقلص أيضًا. لذلك فإن هذه العلاقة التوافقية مشروطة، ولا تتحقق بنفس المنطق في جميع مشاريع آبار المياه.

وضع المتطلبات والبيانات والظروف المساندة في جدول تحقق واحد

الغرض من هذا الجدول ليس تقديم استنتاج "اخترها"، بل التحقق من طول التقدم مرة واحدة وطول أنبوب الحفر والظروف المساندة بشكل منفصل. إذا لم يتحقق أي صف، فقد تُلغي حلقات أخرى تحسين الإيقاع الناتج عن تقليل عدد مرات وصل الأنابيب.

الظروف المساندة وحدود التطبيق

تشير البيانات إلى أن WR400S تستخدم محرك Yuchai بقدرة 92 كيلوواط، سرعة السير المجنزرة حوالي 2.5 كم/ساعة، أقصى زاوية صعود مرجعية 21°، مشوار الأرجل الهيدروليكية 1.6 م. توضح هذه الظروف أنها مناسبة للطرق الريفية والأراضي الحصوية والأسطح غير المستوية عمومًا، لكن الأرض الطينية اللينة لا تزال تحتاج إلى ألواح دعم، ويجب تقييم قدرة تحمل الأرض والانحدار قبل النقل. العمل المباشر بغلاف 6 أمتار مفيد لهيكل إنجاز البئر، لكن تصميم أنابيب البئر وأنابيب الترشيح وقسم الإغلاق المائي لا يزال بحاجة إلى تحديده وفقًا لحالة الطبقة الحاملة.

عند استخدام المطرقة الغاطسة في أقسام الصخور الصلبة، يوصى بضغط عمل 1.2–3.5 ميجاباسكال واستهلاك هواء 16–55 م³/دقيقة، ويجب أن يتوافق ضغط وتصريف ضاغط الهواء في الوقت نفسه؛ وعند استخدام حفر الطين في الطبقات المفككة، فإن الملحقات مثل مضخة الطين والمضخة الطاردة المركزية تُعد ظروفًا مساندة لخطة الآلة الكاملة، ويجب تجهيزها بشكل منفصل حسب المشروع. تشير البيانات أيضًا إلى أنه في حالة ظهور مقاومة غير طبيعية عند رفع الأنابيب، يجب أولاً تنظيف الحفرة وتحديد ما إذا كان هناك تضيق أو سقوط كتل أو انحشار، ولا ينبغي استخدام أقصى قوة رفع مباشرة للتعامل بالقوة.

أمور يجب تأكيدها مع الشركة المصنعة أو الجهة المشروعة

• مدى ملاءمة أنبوب الحفر 6 أمتار لقطر الحفر الفعلي وظروف الطبقات، وما إذا كان القطر الموصى به لأنبوب الحفر 89 / 102 مم متوافقًا مع تكوين أدوات الحفر المخطط.
• ما إذا كانت مساحة العمل الفعالة بعد فتح البرج التلسكوبي تتصل بعملية إنزال الغلاف 6 أمتار، ولم تقدم البيانات شرحًا تفصيليًا لكل عملية.
• ما إذا كان عمق البئر المستهدف وقطر الإنجاز والظروف الهيدروجيولوجية المحلية تقع ضمن نطاق 400 م و105–325 مم، ولا يزال يتعين تحديد عمق الإنجاز الفعلي وفقًا للبيانات الهيدرولوجية.
• المواصفات المحددة ونطاق التوريد للملحقات المساندة مثل ضاغط الهواء ومضخة الطين والمولد ومضخة الرغوة.
• لم تقدم البيانات كفاءة التقدم الفعلية أو زمن وصل الأنابيب أو تغيرات التكلفة في ظل طبقات مختلفة، ويجب تقييمها بالقياس الفعلي للمشروع أو من قبل جهة التنفيذ.