تحليل مفصل لأنواع قضبان الحفر المختلفة والاحتياطات الرئيسية
تُستخدم قضبان الحفر الدائرية، وقضبان حفر الفحم، وقضبان حفر الصخور على نطاق واسع كمنتجات عالية الدقة في التعدين واستخراج الفحم، ولذلك تخضع جودتها لرقابة دقيقة. ويُعدّ تحقيق التوازن بين القوة والمتانة تحديًا تقنيًا شائعًا أثناء التصنيع. وفي الوقت نفسه، مع تزايد استخدام الآبار الموجهة والأفقية بدلًا من الآبار الرأسية التقليدية، أصبحت متطلبات أداء قضبان الحفر أكثر صرامة. وفي العمليات التشغيلية الفعلية، لا مفر من حدوث بعض التلف في قضبان الحفر.
تُصنع قضبان الحفر الحلزونية من قضبان الحفر الجيولوجية ذات القدرة العالية على توليد عزم الدوران، وتُصنع بشفرات أحادية أو مزدوجة الحلزون باستخدام تقنية اللف المسبق الإجهاد وعمليات اللحام الآلية بالكامل. تُصنف المنتجات التي يبلغ قطرها 42 مم أو أقل عمومًا ضمن فئة قضبان الحفر الحلزونية. يمكن استخدام قضبان الحفر الجيولوجية الحلزونية التي يصل قطرها إلى 73 مم مباشرةً مع مختلف منصات حفر التعدين تحت الأرض دون تغيير أساليب التشغيل الحالية. تستطيع المنصة تثبيت السطح الأسطواني الخارجي مباشرةً للحفر واستبدال القضبان، مما يجعل العملية أبسط وأكثر كفاءة مع تقليل الجهد المبذول بشكل ملحوظ.
تُعدّ قضبان الحفر الحلزونية الجيولوجية مناسبة بشكل أساسي لحفر الآبار العميقة في التكوينات متوسطة الصلابة والصلبة، وتوفر إزالة فعّالة للنفايات الناتجة عن الحفر. أما قضبان الحفر الحلزونية القياسية، فهي أنسب لحفر استكشاف المياه في طبقات الفحم والتكوينات القريبة منها، إذ تتميز بوزنها الخفيف وسهولة توصيلها وسرعة نقلها للنفايات. في العمليات العملية، ينبغي على المستخدمين اتباع مبدأ اختيار أقل درجة ممكنة من الفولاذ التي تفي بمتطلبات القوة. كما أن اختيار أدوات الحفر بناءً على ظروف الموقع الفعلية يُسهم في خفض تكاليف الشراء وتقليل احتمالية وقوع حوادث أثناء الإنشاء.
استنادًا إلى شكل السن اللولبي، تُقسم وصلات قضبان الحفر عادةً إلى أربعة أنواع: الوصلة الداخلية المتساوية (IF)، والوصلة الكاملة (FH)، والوصلة العادية (REG)، والوصلة المرقمة (NC). يجب أن تستوفي الوصلة اللولبية الصحيحة ثلاثة شروط أساسية: تطابق الأبعاد، ونوع السن اللولبي، والتوافق الصحيح بين السن الذكري والأنثوي. مبدأ التشغيل الأساسي لقضيب الحفر الحلزوني هو كالتالي: يتم توفير الطاقة بشكل رئيسي بواسطة سائل الحفر ونظام المحرك. يتدفق سائل الحفر، الذي تضخه مضخة الطين، عبر سلسلة الحفر إلى المحرك الهيدروليكي في قضيب الحفر الحلزوني. يتشكل فرق ضغط بين مدخل ومخرج المحرك، مما يدفع دوران الدوار. ثم يتم نقل عزم الدوران والسرعة عبر العمود العالمي وعمود الدوران إلى رأس الحفر لإتمام عملية الحفر.
في عملية الإنتاج، تخضع المواد الخام أولاً لفحص جودة غير متلف، يليه لحام جسم الأنبوب الفولاذي ووصلات الأدوات. بعد اللحام، تُجرى معالجة حرارية لاحقة للحام وتشطيب نهائي للحام لتخفيف الإجهاد المتبقي في الوصلات الملحومة. قبل طلاء وتغليف القضبان النهائية، يجب إجراء فحوصات متعددة، تشمل اختبار الصلابة واختبار الضغط والاختبار غير المتلف، لضمان الامتثال لمعايير الجودة. تمر أنابيب الصلب المستخدمة في التعدين وأنابيب الصلب الدائرية بعدة مراحل تشغيل قبل أن تصبح قضبان حفر نهائية. يُزاد سمك جدار الأنبوب أولاً، ثم تُصنع الخيوط، وتُطلى بطبقة من النحاس لتحسين المتانة والأداء العام.
يُصنع جسم قضيب الحفر عادةً من أنابيب فولاذية خاصة مُصممة خصيصًا للاستخدامات الجيولوجية، بينما تُصنع وصلات الأدوات من فولاذ إنشائي مُسبك. بعد التبريد والتلطيف بالتفريغ، يُمكن تحسين مقاومة الإجهاد والقص بشكل ملحوظ. تُضفي عمليات اللحام الاحتكاكي المتقدمة على قضبان الحفر الحلزونية قوة انحناء عالية ومتانة لحام موثوقة. عند استخدام قضيب الحفر الحلزوني لحفر ثقوب كابلات التثبيت في الجدران الجانبية، يتم تفريغ مسحوق الفحم أو الصخور على طول الأخاديد الحلزونية، مما يُقلل أو يُلغي الحاجة إلى إزالة الغبار بالماء. أثناء حفر الأنفاق المائلة، يُساعد ذلك أيضًا في تقليل تراكم المياه عند جبهة الحفر. عند استخدامها مع مثاقب الفحم الهوائية، يُمكن لقضبان الحفر تحسين سرعة الحفر وجودة الإنشاء بشكل ملحوظ.
تُعدّ الاحتياطات التالية ضرورية أثناء الاستخدام. لا تخلط قضبان الحفر ذات أنواع الخيوط المختلفة تحت أي ظرف من الظروف. حتى القضبان ذات نوع الخيط الاسمي نفسه من مصنّعين مختلفين لا ينبغي خلطها، لأن الاختلافات في المواصفات الفنية وطرق التشغيل والأدوات والمعدات تؤدي حتمًا إلى اختلافات في التفاوتات وملاءمة الخيوط، مما يُشكّل مخاطر على السلامة. لا تخلط القضبان ذات الاختلافات الكبيرة في عمر الخدمة أو حالة التآكل، لأن ذلك قد يزيد أيضًا من مخاطر التشغيل. في حال وجود تلف موضعي في الخيوط، على سبيل المثال حول لفة أو لفتين من الخيوط على طول 10 مم تقريبًا، قم بإصلاحه فورًا قبل إعادة الاستخدام لضمان التشغيل الآمن.
