توفر منصات الحفر الدوارة العديد من المزايا من حيث التكنولوجيا والمعدات، ولكنها تواجه أيضًا العديد من القيود. فقط من خلال التحليل الدقيق لهذه العوامل غير المواتية واتخاذ التدابير الفعالة للتغلب عليها يمكن تحقيق مزايا تكنولوجيا الحفر الدوار بشكل كامل، مما يؤدي إلى تحقيق أرباح أكبر.#آلة حفر#الحفر#
I. المشاكل والحلول الشائعة لأجهزة الحفر الدوارة أثناء البناء
1. كسر حبل الونش الرئيسي. يمكن أن يؤدي التشغيل غير السليم أثناء الحفر إلى كسر حبل الونش الرئيسي بسهولة. لذلك، أثناء الحفر، يجب توخي الحذر لتجنب القوة المفرطة أو الارتخاء في لف وفك حبل الونش، ولمنعهم من عض بعضهم البعض. عند رفع لقمة الحفر، يجب تحرير قوة تغليف الأرض على لقمة الحفر أولاً، أو يجب سحب سلسلة الحفر للخارج باستخدام النظام الهيدروليكي. إذا أظهر الحبل الفولاذي علامات التآكل، فيجب استبداله على الفور لمنع الحبل من الانكسار والتسبب في سقوط خيط الحفر.
2. التآكل وتسرب الزيت للكم الداخلي لرأس الطاقة. إلى جانب عيوب التصميم في جهاز الحفر، فإن هذه الظاهرة ترجع بشكل رئيسي إلى الحفر بما يتجاوز طاقته التصميمية. ولذلك، ينبغي إيلاء الاهتمام لتصميم وقدرة البناء لجهاز الحفر الدوار، وينبغي تجنب التحميل الزائد.
3. تآكل وتسرب الزيت في الغلاف الداخلي لرأس الطاقة. وإلى جانب أوجه القصور في تصميم جهاز الحفر، فإن السبب الرئيسي وراء ذلك هو الحفر بما يتجاوز القدرة التصميمية لجهاز الحفر. ولذلك، ينبغي إيلاء الاهتمام لتصميم وقدرة البناء لجهاز الحفر الدوار، وينبغي تجنب التحميل الزائد.
4. تشويش مثقاب الحفر. يعد تشويش لقمة الحفر من أكثر الحوادث شيوعًا وخطورة في الحفر الدوار. ولذلك يجب اتخاذ تدابير استباقية لمنع ذلك أثناء البناء. بمجرد وقوع الحادث، يجب اتخاذ تدابير فعالة للتعامل معه على وجه السرعة. (1) في طبقات الرمل أو الرمال المتحركة السائبة نسبيًا، يكون جدار البئر عرضة للانهيار على نطاق واسع-، مما يؤدي إلى تعلق لقمة الحفر. قبل مواجهة هذه الطبقة، يجب صياغة التدابير المضادة مسبقًا، مثل تعديل خصائص الطين وتركيب أغلفة طويلة. (2) في طبقات الطين، إذا كان عمق الحفر عميقًا جدًا دفعة واحدة، فإن جدار البئر يكون عرضة للتضييق، مما يتسبب في التصاق لقمة الحفر. ولذلك يجب التحكم في عمق الحفر في هذا النوع من الطبقات. على سبيل المثال، عند الحفر إلى عمق 15 متراً أو أكثر، يفضل ألا يتجاوز عمق الحفر دفعة واحدة 40 سم. (3) التآكل الشديد للأسنان الجانبية والأسنان الجانبية لقمة الحفر يجعل من المستحيل ضمان قطر الثقب، ولا توجد فجوة بين الجدار الخارجي لبرميل الحفر وجدار الثقب. إذا كان الحفر عميقًا جدًا، فمن السهل أن تتعطل لقمة الحفر. لذلك، يجب أن يكون قطر أسطوانة الحفر عمومًا أصغر من قطر الثقب بأكثر من 6 سم، ويجب إطالة الأسنان الجانبية والأسنان الجانبية لتحتل ثلثي طول أسطوانة الحفر. في الوقت نفسه، يجب إصلاح الأسنان الجانبية والأسنان الجانبية لقمة الحفر في الوقت المناسب بعد التآكل أثناء الاستخدام. (4) بسبب الحوادث الميكانيكية، تبقى لقمة الحفر في قاع الحفرة لفترة طويلة جدًا، مما يؤدي إلى وجود الكثير من الرواسب حول جدار برميل الحفر أو انكماش جدار الحفرة، مما يتسبب في تعلق لقمة الحفر. ولذلك، ينبغي الاهتمام بصيانة وإصلاح جهاز الحفر نفسه في الوقت المناسب، وينبغي تعديل خصائص الطين لضمان عدم وجود رواسب في قاع الحفرة لفترة معينة من الزمن.
5. تدابير العلاج. الطرق الرئيسية للتعامل مع لقم الثقب العالقة هي: (1) طريقة الرفع المباشر، أي استخدام رافعة أو رافعة هيدروليكية للرفع مباشرة للأعلى. (2) طريقة تنظيف المنطقة المحيطة لقمة الحفر، أي استخدام التدوير العكسي أو طرق القطع تحت الماء لتنظيف الرواسب حول برميل الحفر قبل الرفع. (3) طريقة النفث بالضغط العالي: يتم حفر فتحتين صغيرتين بشكل متماثل على جانبي البئر الأصلي (يقع مركز الثقب الصغير على بعد حوالي 0.5 متر من حافة لقمة الحفر). بعد ذلك، يتم إنزال فوهة وتوجيهها نحو لقمة الحفر العالقة بالضغط العالي حتى يتم ثقب كلا الفتحتين، مما يتسبب في سقوط الرواسب الموجودة في الحفرة الأصلية في الحفرة الصغيرة، ويمكن بعد ذلك تدوير لقمة الحفر العالقة ورفعها. (4) طريقة حفر حماية الجدار: عندما لا تكون لقمة الحفر العالقة عميقة، تتم حماية الجدار بغلاف، وأسمنت، وما إلى ذلك، ويتم حفر الرواسب وتنظيفها يدويًا.
ثانيا. المزايا التقنية لحفارات الحفر الدوارة# آلة حفر الحفر#
1. أداء المعدات المتقدمة، درجة عالية من الأتمتة، وانخفاض كثافة اليد العاملة. منصات الحفر الدوارة عبارة عن منصات حفر ذاتية الدفع هيدروليكية بالكامل، باستخدام نظام هيدروليكي كامل، كما أن بعضها مجهز أيضًا بأنظمة تشغيل كمبيوتر متقدمة. لضمان الأداء الممتاز لأجهزة الحفر الدوارة، تقوم معظم الشركات المصنعة لأجهزة الحفر الدوارة بشراء قطع الغيار في جميع أنحاء العالم، مثل الهيكل من شركة Caterpillar (CAT) في الولايات المتحدة، والأنظمة الهيدروليكية من ألمانيا، والمكونات الكهربائية من اليابان. وهذا يمكن أن يطيل العمر الإجمالي لجهاز الحفر الدوار ويمنع استخدامه من التأثر بتلف مكون واحد. تدمج منصات الحفر الدوارة بين الأنظمة الميكانيكية والكهربائية والهيدروليكية، وتتميز بهيكل مدمج وتشغيل مرن ومريح ودرجة عالية من الميكنة والأتمتة. يمكنهم التحرك بشكل مستقل داخل موقع البناء، وتركيب الصاري الخاص بهم، وتسهيل النقل السريع والسهل ومحاذاة البئر. إن استخدام قضبان الحفر التلسكوبية يوفر القوى العاملة والوقت المستغرق في إضافة قضبان الحفر، مما يقلل من الوقت الإضافي ويزيد من الاستفادة من الوقت.
2. وظائف متعددة-، مما يتيح طرق حفر متنوعة. على المستوى الدولي، يستخدم تصميم منصات الحفر لثقوب الأكوام الكبيرة وبناء الأساسات بالكامل تكنولوجيا النقل الهيدروليكي ويستخدم أساليب التصميم المعيارية. بدون تغيير الوحدة الرئيسية، يمكن استخدام آلة واحدة لأغراض متعددة لتلبية قدرة تكيف آلات البناء الكبيرة مع طرق البناء المختلفة. في بلدي، تسمى المعدات المستخدمة للحفر الجاف أو-الحفر بالطين غير المتداول لإنشاء أكوام باستخدام لقم أو دلاء مثقوبة قصيرة بجهاز الحفر الدوار. في الواقع، إنها عبارة عن منصة حفر هندسية-كبيرة الحجم تم تكييفها مع أساليب البناء المختلفة. إلى جانب الحفر الدوار، يمكن أيضًا إجراء حفر الغلاف أو الغلاف الكامل-، وتزويده بدلو إمساك لبناء جدار غشائي، واستخدام رؤوس طاقة مزدوجة-لقطع جدران الأكوام، وإجراء حفر مثقوبة طويلة (طريقة CFA)، مما يحقق بالفعل وظائف متعددة الأغراض-.
3. كفاءة الحفر العالية. يمكن تكوين منصات الحفر الدوارة باستخدام لقم حفر مختلفة وفقًا للظروف الجيولوجية. في طبقات التربة المتماسكة، يمكن استخدام براميل الحفر الطويلة لتسريع سرعة الحفر؛ بالنسبة للطبقات ذات المحتوى العالي من الرمل والحصى، يمكن استخدام براميل الحفر القصيرة مع دعم جدار الطين للتحكم في سرعة الحفر؛ بالنسبة للطبقات التي تحتوي على الصخور، والشوائب، والصخور الصلبة، يمكن استخدام لقم المثقاب الطويلة والقصيرة للتخفيف، ومن ثم يمكن استبدال برميل الحفر لمواصلة الحفر. بالمقارنة مع منصات الحفر التقليدية، تتمتع منصات الحفر الدوارة بعزم دوران أكبر ويمكن ضبطها تلقائيًا وفقًا للظروف الجيولوجية. ارتفاع ضغط الحفر، ويمكن التحكم فيه بسهولة. علاوة على ذلك، نظرًا لأن لقم الحفر الدوارة تستخرج التربة والصخور مباشرة من البئر، فإن سرعة الحفر الخاصة بها تكون عالية للغاية. بشكل عام، يمكن أن تصل سرعة الحفر إلى 10 م/ساعة في طبقات التربة والرمل، و4-6 م/ساعة في طبقات الطين، وهو ما يعادل 3-5 مرات، أو حتى أعلى، من الحفر الدوراني العادي.
4. انخفاض التلوث البيئي. الحفر الدوار هو طريقة حفر طينية جافة أو غير دوارة، باستخدام 1/10 إلى 1/20 فقط من حجم الطين المستخدم في الحفر التدويري الأمامي والخلفي. ولذلك، فإن موقع البناء نظيف، والتلوث البيئي في حده الأدنى. ينتج الحفر الدوار أيضًا اهتزازًا وضوضاء أقل.
5. تشكيل الأكوام-عالي الجودة. يؤدي الحفر الدوار إلى الحد الأدنى من الاضطراب في الطبقات، مما يؤدي إلى تكوين كعكة طينية رقيقة على جدار البئر وجدار البئر الخشن، مما يزيد من الاحتكاك الجانبي للكومة ويضمن قدرة التحمل التصميمية لأساس الكومة. تعمل الرواسب الأقل في قاع البئر على تسهيل عملية التنظيف وتحسين قدرة تحمل نهاية الكومة.
ثالثا. العوامل المقيدة لترويج وتطبيق تكنولوجيا الحفر الدوار
1. ارتفاع أسعار المعدات. عادة، قطر الأكوام المملة هو 1.2-1.5 م. عند شراء المعدات، عادة ما يتم أخذ هامش الأمان في الاعتبار، ويجب أن تكون قدرة بناء جهاز الحفر الدوار الذي تم شراؤه أكبر قليلاً. لذلك، فإن أجهزة الحفر الدوارة الأكثر استخدامًا حاليًا لديها قطر حفر يتراوح بين 1.5-2 متر. سعر هذا الجهاز يزيد عن 4 ملايين يوان. إذا كان قطر الحفر أكبر، فإن سعر الحفارة الواحدة بالإضافة إلى الملحقات يمكن أن يصل إلى عشرات الملايين من اليوانات. بالنسبة لمعظم شركات البناء، وخاصة الغالبية العظمى من الفرق الجيولوجية العاملة في بناء الأساسات، فإن استثمار عدة ملايين أو حتى عشرات الملايين من اليوانات في المعدات في وقت واحد أمر صعب. أولا، إنهم ببساطة يفتقرون إلى الأموال اللازمة لمثل هذا الشراء الكبير للمعدات. ثانيًا، من منظور نظام الإدارة الحالي، حتى لو كان لديهم القدرة على شراء معدات البناء المتقدمة هذه، فإن قيادة الشركة ستأخذ في الاعتبار عوامل مختلفة ولن تقوم بالشراء بسهولة.
2. التقييد حسب نطاق المشروع. نظرًا لأن منصات الحفر الدوارة باهظة الثمن ولها تكاليف تشغيل عالية، يتم وضع متطلبات معينة على المشاريع التي تستخدمها، على عكس بناء الأساسات الخوازيق التقليدية، والتي تتطلب فقط ظروف جيولوجية مناسبة وليس لها متطلبات محددة للمشروع نفسه. أولاً، تتطلب مشاريع أجهزة الحفر الدوارة عمليات -واسعة النطاق ومواقع مفتوحة ومستوية. إن منصات الحفر الدوارة ثقيلة، إذ تزن عادةً عشرات أو حتى مئات الأطنان. إذا كان المشروع الواحد صغيرًا، فإن تكاليف النقل تكون مرتفعة، والالتزام الزمني طويل، مما يؤدي إلى استخدام منخفض للوقت، وكل ذلك يعيق جهاز الحفر الدوار من تحقيق مزاياه. لذلك، فقط عندما يكون المشروع الواحد كبيرًا بما يكفي للسماح لجهاز الحفر الدوار بالعمل في نفس الموقع لفترة ممتدة، مما يقلل من تكاليف النقل ويزيد من الاستفادة من الوقت، يمكن تحقيق مزاياه بالكامل. إلى جانب الحجم الكبير للمشاريع الفردية، فإن إجمالي عبء العمل المطلوب للحفاظ على التشغيل العادي لجهاز الحفر الدوار له أيضًا متطلبات معينة. في الوقت الحالي، تحتاج عمومًا إلى تحقيق حجم حفر سنوي يزيد عن 20000 متر طولي وتكلفة مشروع تزيد عن 5 ملايين يوان لتحقيق مزاياها بالكامل. وفي الوقت نفسه، نظرًا لوزن وحجم المعدات، يجب أن يكون موقع البناء مفتوحًا نسبيًا ومسطحًا ولديه درجة معينة من الصلابة لمنع جهاز الحفر من الغرق. لا يمكن تنفيذ البناء على أرض فضفاضة أو موحلة أو غير مضغوطة. ثانيا، تتطلب المشاريع التي تستخدم منصات الحفر الدوارة هوامش ربح عالية. نظرًا لأن معدات الحفر الدوارة باهظة الثمن ولها تكاليف تشغيل عالية، فمن المفيد إنشاء مشروع فقط إذا حقق هامش ربح معين. واستنادًا إلى الخبرة الهندسية، بشكل عام، يتم استخدام منصات الحفر الدوارة فقط عندما يصل هامش الربح الإجمالي للمشروع إلى 50% أو أعلى.
3. محدودية التكوين الجيولوجي. الحفر الدوار مناسب لطبقات التربة، وطبقات الرمل، وطبقات الحصى السائبة نسبيًا ذات أحجام الجسيمات الصغيرة. إنه يعمل بشكل أفضل في طبقات التربة المتماسكة مثل الطين الغريني والطمي الطيني. يكون البناء صعبًا في طبقات الصخور الصلبة، وطبقات الحصى الكثيفة، وطبقات الصخور، ومن المرجح أن تحدث حوادث داخل البئر وأعطال ميكانيكية، مما يلغي مزايا الحفر الدوار.
4. ارتفاع تكاليف التشغيل. يؤدي ارتفاع سعر المعدات بطبيعة الحال إلى ارتفاع تكاليف التشغيل. وفقًا لمصنعي أجهزة الحفر وتعليقات المستخدمين، يبلغ عمر التشغيل الطبيعي للحمل الكامل- لجهاز الحفر الدوار 6300 ساعة. بعد هذا العمر الافتراضي، بعض المكونات تتطلب الاستبدال أو الإصلاح، خاصة نظام الونش، المضخة الرئيسية للنظام الهيدروليكي، رأس الطاقة، وقضيب الحفر. هذه المكونات باهظة الثمن نسبيًا، ووقت الاستبدال طويل. وهذا يزيد بشكل كبير من تكاليف تشغيل منصات الحفر الدوارة في الاستخدام الفعلي، وبالتالي رفع تكاليف بناء الأساسات الخوازيق. حاليًا، نظرًا للمنافسة الشديدة وغير المنظمة في سوق أساسات الركائز، يتم التعاقد من الباطن على العديد من المشاريع عدة مرات قبل الوصول إلى شركات البناء، مما يؤدي إلى انخفاض الأسعار والحد الأدنى من هوامش الربح. في حين أن استخدام منصات الحفر الدوارة يوفر كفاءة عالية وجودة جيدة للمشروع، إلا أن الأرباح منخفضة أو حتى سلبية. وهذا هو السبب الرئيسي الذي يجعل العديد من شركات البناء تترك منصات الحفر الدوارة في وضع الخمول، وتستمر في استخدام أساليب البناء التقليدية التي عفا عليها الزمن نسبيًا.
تعد تقنية الحفر الدوار أحد الاتجاهات المستقبلية لتقنية حشو الآبار. بالمقارنة مع الحفر التقليدي أو الحفر الدوار وتقنية حماية جدار دوران الطين، فإن الحفر الدوار له العديد من المزايا، ولكن لديه أيضًا العديد من العوامل المقيدة. يجب علينا إطلاق العنان لنقاط قوتها والتخلص من نقاط ضعفها من أجل الاستفادة بشكل أفضل من مزايا تكنولوجيا الحفر الدوار وخلق المزيد من الثروة لنا!#آلة حفر#الحفر#
