تصنيف ومبدأ عمل جهاز حفر آبار المياه

آلية جهاز حفر آبار المياه
1. مضخة الزيت الهيدروليكي: وهي مضخة مزدوجة ذات سعة كبيرة توفر الطاقة لرأس المحرك. أما المضخة ذات الإزاحة الصغيرة فتوفر الطاقة لأسطوانات الأرجل الأربع، وأسطوانات الصاري الهابط، وأسطوانات التعزيز/الرفع.
2. أربع أرجل: تتكوّن معدات الحفر الصغيرة من أسطوانات هيدروليكية وإطارات ثابتة. ويمكن تعديل ارتفاع الهيكل في موقع العمل لدعمه وتثبيته.
3. الصاري: هيكل إنشائي مصنوع من أنابيب فولاذية ضخمة، وفولاذ على شكل قناة، وفولاذ زاوي، ملحومة معًا. تُستخدم الأخاديد الداخلية للفولاذ على شكل قناة على الجانبين لتحريك رأس المحرك صعودًا وهبوطًا، بما يضمن استقامة الحفرة عموديًا. وتتم عملية تعديل ارتفاعات الصاري بواسطة أسطوانات هيدروليكية.
4. رأس القدرة: يتميز الجهاز الذي يستخدم مخفضًا للسرعة بعمود دوران كبير القطر يقع في منتصف عمود السرعة المنخفضة. يمكن توصيل الطرف العلوي للمغزل بواجهة الخرطوم الخاصة بمعدات صب الخرسانة لضخ الخرسانة؛ فيما يُربط الطرف السفلي للعمود بقضيب الحفر ورأس الحفر عبر لوحة زرقاء. ويتم تشغيل عمود السرعة العالية بواسطة محرك هيدروليكي عالي العزم.

نظام حفر آبار المياه
1. نظام الطاقة، وهو المعدات التي توفر الطاقة لمنصة الحفر بأكملها؛
2. نظام العمل، والمعدات التي تعمل وفقًا لمتطلبات العملية؛
3. نظام النقل، المعدات الخاصة بنقل وتحويل وتوزيع الطاقة إلى وحدات العمل؛
4. نظام التحكم: يتحكم في كل نظام ومعدة، وينسق ويؤدي عمله بدقة وفقًا لمتطلبات العملية؛
5. النظام المساعد، وهو المعدات التي تساعد النظام الرئيسي في تشغيله.

تصنيف ومبدأ عمل جهاز حفر آبار المياه
يمكن تقسيم منصات حفر آبار المياه إلى ثلاث فئات: منصات الحفر الدوراني، ومنصات الحفر بالتأثير، ومنصات الحفر المركبة. ويمكن تقسيم الفئة الأولى بدورها إلى آلات حفر مخروطية كبيرة وصغيرة، وآلات الحفر الدوراني ذات الدورة الإيجابية والسلبية، وآلات الحفر ذات الرأس الهيدروليكي، وآلات الحفر الدوراني بالتأثير تحت السطح.

مبدأ عمل جهاز حفر آبار المياه الدوار
تعتمد منصة الحفر الدوّار لآبار المياه بشكل رئيسي على الحركة الدورانية لأداة الحفر لكسر طبقات الصخور وتكوين الثقوب. عادةً ما تشمل هذه المنصات آلات حفر مخروطية كبيرة وصغيرة، وآلات حفر دوّار بنظام الدورة الإيجابية والسلبية، وآلات حفر ذات رأس قوة هيدروليكي، بالإضافة إلى آلات حفر دوّار تعمل بالاهتزاز في أعماق البئر. وتضم منصة الحفر الدوّار البسيطة جهاز حفر واحد فقط، بينما تتكون المنصة المتكاملة من جزأين: جهاز الحفر وجهاز تنظيف البئر بالتدوير. وتشمل أدوات الحفر في منصة الحفر الدوّار لآبار المياه قضبان الحفر ورؤوس الحفر. وتبلغ الأقطار الاسمية للقضبان الشائعة الاستخدام 60 و73 و76 و89 و102 و114 ملم. أما رؤوس الحفر فتنقسم إلى فئتين: رؤوس حفر كاملة ورؤوس حفر حلقيّة.

مبدأ عمل جهاز حفر آبار المياه بالطرق الصدمية
تؤدي الحركة الرأسية الترددية لقمة الحفر إلى اصطدامها بقاع البئر، مما يُلحق أضرارًا بالتكوين الصخري. يتميز هذا النوع بهيكل بسيط، إلا أنه يفتقر إلى نظام تنظيف دوري، كما لا يمكن تنفيذ عمليتي إزالة القطع وتفكيك آلات الحفر في الوقت نفسه، ما يؤدي إلى انخفاض كفاءة العمل. يتراوح عمق الحفر عادةً ضمن حدود 250 مترًا، وقد يصل بعضها إلى 500 أو 600 متر. وتتمثل الأنواع الرئيسية فيما يلي:
مثقاب تأثير بسيط يستخدم وزن رأس المثقاب نفسه لضرب الطبقة الصخرية. يحتوي الطرف السفلي لرأس المثقاب على بعض اللوحات المدببة القابلة للطي.
يتكوّن مثقاب الصدم بالحبل السلكي من صارية علوية وبكرة رفع، وحبل سلكي، وآلية صدم، ورأس المثقاب (بما في ذلك قضيب المثقاب ورأس المثقاب)، ومحرك كهربائي، وغيرها.

هناك نوعان من مبادئ التشغيل لآلات حفر آبار المياه المركبة: الأول يتمثل في إضافة آلية تأثير إلى آلة الحفر الدوراني، مع اعتماد الحفر الدوراني كأسلوب رئيسي. وعند مواجهة طبقات الحصى، تخضع كلتا منصتي حفر آبار المياه للحفر بالتأثير، مما يمنحهما قدرة عالية على التكيف مع كل طبقة صخرية؛ أما النوع الآخر فهو جهاز حفر آبار المياه الذي يجمع بين التأثير والدوران، مثل مثقاب المطرقة السفلي الذي يعمل بالطاقة الهوائية. ويتكوّن مثقاب المطرقة السفلي المستخدم من بطانة أسطوانية ومكبس يتحرك صعودًا وهبوطًا داخل هذه البطانة.