كيفية ضبط تردد التأثير وضغط مثقاب التأثير أسفل الحفرة وفقًا لصلابة الصخور؟
تصنيف صلابة الصخور وخصائصها:
الصخور اللينة (مثل الصخر الزيتي والحجر الطيني): تتمتع الصخور اللينة بصلابة منخفضة وقوة ضغط تتراوح عمومًا بين 10 و50 ميجا باسكال. هذا النوع من الصخور أسهل في الكسر وقوة الترابط بين جزيئاته ضعيفة.
الصخور متوسطة الصلابة (مثل الحجر الجيري والحجر الرملي): تتمتع الصخور متوسطة الصلابة بصلابة معتدلة وقوة ضغط تتراوح تقريبًا بين 50 إلى 150 ميجا باسكال. بنيتها كثيفة نسبيًا، وقوة الترابط بين الجسيمات قوية، وتتطلب قوة تأثير معينة لكسرها بشكل فعال.
الصخور الصلبة (مثل الجرانيت والكوارتزيت): تتمتع الصخور الصلبة بصلابة عالية وقوة ضغط تتجاوز عادة 150 ميجا باسكال. كما تتمتع ببنية بلورية محكمة وصلابة عالية، ويصعب كسرها.
ضبط تردد التأثير
الصخور اللينة: في الصخور اللينة، نظرًا لسهولة كسر الصخور، يمكن أن يكون تردد تأثير مثقب الحفر في الحفرة منخفضًا نسبيًا. بشكل عام، يمكن ضبط تردد التأثير على 30 إلى 50 مرة في الدقيقة. مثل هذا التردد كافٍ لثقب الحفر لكسر الصخور مع تجنب التآكل غير الضروري لثقب الحفر وجدار الحفرة بسبب التأثير المفرط. على سبيل المثال، في تكوينات الصخر الزيتي، يمكن لتردد التأثير المنخفض أن يسمح لمثقب الحفر بكسر الصخر الزيتي تدريجيًا، ويمكنه التحكم بشكل فعال في سرعة الحفر لمنع الحفر المفرط من التسبب في عدم استقرار جدار الحفرة.
الصخور متوسطة الصلابة: بالنسبة للصخور متوسطة الصلابة، يجب زيادة تردد التأثير بشكل مناسب. يمكن عادةً تعديل تردد التأثير إلى 50-80 مرة في الدقيقة. يمكن أن يولد التردد الأعلى قوة تأثير كافية لتمكين مثقب الحفر من كسر الرابطة بسرعة بين جزيئات المعدن في الصخر، وبالتالي الحفر بشكل فعال. على سبيل المثال، يمكن أن يؤدي زيادة تردد التأثير بشكل مناسب إلى تمكين مثقب الحفر من التعامل بشكل أفضل مع صلابة الحجر الجيري المتوسطة والبنية الكثيفة نسبيًا.
الصخور الصلبة: في بيئة الصخور الصلبة، لكي تتمكن من كسر الصخور الصلبة، يجب أن يكون تردد التأثير أعلى. بشكل عام، يمكن ضبط تردد التأثير على حوالي 80-120 مرة في الدقيقة. على سبيل المثال، في تكوينات الجرانيت، يمكن للتأثيرات عالية التردد أن تركز القوة لكسر البنية البلورية الصلبة للجرانيت، مما يسمح لقمة الحفر بالتغلغل تدريجيًا في الصخور. ومع ذلك، قد يؤدي تردد التأثير المرتفع جدًا إلى ارتفاع درجة الحرارة والتآكل المفرط لقمة الحفر، ويجب مراعاة عوامل أخرى بشكل شامل لتحقيق التوازن.
ضبط الضغط
الصخور اللينة: تتطلب الصخور اللينة ضغط حفر أقل بسبب قوتها الانضغاطية المنخفضة. بشكل عام، يمكن التحكم في ضغط الحفر بين 1000 - 3000 نيوتن. يمكن للضغط الأصغر أن يجعل مثقب الحفر يصطدم ويسحق الصخور اللينة بشكل مستقر، مع تقليل تآكل مثقب الحفر. على سبيل المثال، في الصخور الطينية، يمكن للضغط المنخفض أن يجعل مثقب الحفر يقطع الصخور بسلاسة ويحافظ على حالة حفر جيدة.
الصخور متوسطة الصلابة: تتطلب الصخور متوسطة الصلابة ضغطًا أكبر لضمان سحق الصدمات بشكل فعال. يمكن تعديل نطاق الضغط إلى 3000 - 8000 نيوتن. يمكن للضغط الكافي نقل طاقة صدمات مثقب الحفر بالكامل إلى الصخور، والتغلب على قوة ضغط الصخور، وتحقيق الحفر. في تكوينات الحجر الرملي، يمكن للضغط المناسب أن يساعد مثقب الحفر على سحق المكونات الصلبة مثل جزيئات الكوارتز في الحجر الرملي.
الصخور الصلبة: بالنسبة للصخور الصلبة، يلزم تطبيق ضغط أكبر. يكون الضغط عادة 8000 - 15000 نيوتن أو أعلى. نظرًا للصلابة العالية وقوة الضغط العالية للصخور الصلبة، فإن الضغط الكافي فقط يمكن أن يجعل لقمة الحفر تولد قوة تأثير كافية لسحق الصخور. مع أخذ الكوارتز كمثال، يمكن أن يجعل الضغط الأعلى تأثير لقمة الحفر أكثر فعالية، ولكن يجب ملاحظة أن الضغط يجب ألا يتجاوز قدرة تحمل لقمة الحفر ومنصة الحفر لتجنب إتلاف المعدات.
في البناء الفعلي، يحتاج ضبط تردد التأثير والضغط أيضًا إلى مراعاة عوامل مثل مواصفات مثقب الحفر، وأداء جهاز الحفر، وعمق وقطر الحفرة، ويجب تعديله ديناميكيًا وفقًا للموقف الفعلي أثناء عملية الحفر (مثل تصريف الخبث، وتآكل مثقب الحفر، وما إلى ذلك) لتحقيق أفضل تأثير للحفر.
