تطبيق تقنية تبريد الهواء وتفريغ القطع من رؤوس الحفر المصنوعة من البلاتين
في الوقت الحالي، في عمليات حفر آبار تصريف الغاز لمناجم الفحم، يتم تبريد المثقاب عادةً عن طريق حقن الماء أو الهواء، وذلك حسب الظروف الجيولوجية ومتطلبات العملية. والهدف من ذلك هو منع تراكم الحرارة الزائدة الناتج عن الاحتكاك الدوراني عالي السرعة، وبالتالي تجنب تآكل أو تكسر أو فقدان قواطع PDC.
أثناء عمليات الحفر بحقن الماء، غالبًا ما تؤدي التقلبات في حجم الحقن واختلافات ليونة التكوينات الصخرية إلى انسداد البئر نتيجة لتمدد الصخور الحساسة للماء. إضافةً إلى ذلك، يُظهر الحفر المائي عادةً انخفاضًا في كمية نواتج الحفر في الآبار ذات الزاوية السالبة والآبار الرأسية، مما قد يُسبب بسهولة حالات التصاق. في حال توقف الحفر، قد تتكتل نواتج الحفر المختلطة بالماء وتُعيق حركة سلسلة الحفر. لهذه الأسباب، لا يُعد الحفر بحقن الماء مناسبًا لعمليات الحفر باستخدام رؤوس الحفر PDC في كثير من الحالات.
في الحفر الهوائي التقليدي، يُنقل الهواء المضغوط عبر تجويف قضيب الحفر إلى رأس الحفر PDC. إلا أنه نظرًا لمحدودية منع التسرب وطول مسافة النقل، غالبًا ما يحدث فقدان للهواء، مما يقلل من كفاءة التبريد عن المستوى المطلوب. في الوقت نفسه، قد تتسبب فتحات التهوية الكبيرة في توزيع غير متساوٍ لتدفق الهواء، مما يُصعّب نقل نواتج الحفر بكفاءة.
استنادًا إلى تعاون ميداني طويل الأمد مع مستخدمي مناجم الفحم في الخطوط الأمامية، طورت شركتنا لقمة حفر تعمل بالهواء المضغوط لإزالة نواتج الحفر. وتتمثل ميزتها الرئيسية في منفذ هواء يقع أسفل أداة القطع، بقطر لا يتجاوز 2 مم، وعلاقة زاوية محددة بين المنفذ وأداة القطع. أثناء التشغيل، يشكل الهواء المضغوط تيارًا عالي السرعة عبر الفوهة التي يبلغ قطرها 2 مم، ويتم توجيهه بزاوية حافة القطع لأداة القطع، مما يتيح تبريدًا سريعًا.
يتكون مثقاب PDC هذا، المزود بنظام تبريد هوائي وتفريغ للقطع، بشكل أساسي من هيكل تاجي، ومجموعة فوهات نفث الهواء، وشفرات PDC. يتميز الجزء العلوي التاجي بتصميم جناح متعدد الشفرات مجزأ، مع ترتيب الشفرات في مواقع مثالية. يخرج الهواء المضغوط أسفل الشفرات لتوفير تبريد هوائي مباشر، مما يمنع احتراق المثقاب والتآكل المفرط الناتج عن عدم كفاية تدفق الهواء أو سرعته. بالإضافة إلى ذلك، يقلل التبريد الهوائي عالي الضغط بشكل كبير من مشاكل الالتصاق أثناء الحفر في مناطق الصدوع، وتكون كفاءته التشغيلية عادةً من 4 إلى 5 أضعاف كفاءة طرق التبريد المائي.
باختصار، تعالج هذه المثقاب المصنوعة من مادة PDC، والمزودة بنظام تبريد هوائي وتفريغ للقطع، بفعالية التلف الناتج عن الحرارة أثناء الحفر. وبفضل الجمع بين ضغط الهواء القوي وتحسين إزالة القطع، فإنها تزيد من كفاءة الحفر، وتدعم في الوقت نفسه أهداف توفير الطاقة وخفض الاستهلاك.
