شرح معرفة برميل الحفر الدوار

إن لقمة الحفر لجهاز الحفر الدوار لها هيكل بسيط، والذي يتكون فقط من أسطوانة وأسنان. إنه نوع من لقم الحفر ذو تكاليف تصنيع منخفضة نسبيًا بين لقم الحفر لجهاز الحفر الدوار. بشكل عام، الأسنان المستخدمة في البريمة هي أسنان قطع، وعند سحق الصخور ذات الصلابة الشديدة، يمكن تركيب أسنان مخروطية أو أسنان سبائك أخرى ذات صلابة عالية جدًا على البريمة. على الرغم من أن هيكل البريمة بسيط، إلا أن دورها في سحق الصخور لا مثيل له مع لقم الحفر الأخرى. مبدأ حفر الصخور وسحقها هو طحن وسحق الحلقات، وهو قطع سطح حر على شكل حلقة حول فتحة الوبر عن طريق لحام الأسنان في الجزء السفلي على شكل حلقة من الأسفل أثناء الحفر في الصخور. نظرًا لأن منطقة الاتصال بين لقمة الحفر والصخور الأساسية صغيرة (فقط منطقة ضيقة على شكل حلقة)، فإن القوة والعمل المستمر الذي تمارسه سن واحدة على الصخور تكون كبيرة نسبيًا، مما يؤدي إلى كفاءة عالية في سحق الصخور. يعد البريمة حاليًا أكثر رؤوس الحفر استخدامًا لسحق طبقات الصخور الصلبة وطبقات الحصى في جهاز الحفر الدوار.

تتمتع منصة الحفر المحاكية بعامل أمان عالي يبلغ 3.13 في ظل ظروف التشغيل لتطبيق أقصى قدر من الضغط وعزم الدوران أثناء الحفر الدوار. يبلغ الحد الأقصى للإزاحة 0.207 مم فقط، مما يشير إلى أن الصلابة والقوة الإجمالية لقمة الحفر كبيرة نسبيًا، مما يلبي متطلبات التصميم الهيكلي.

تخطيط الأسنان على لقمة الحفر اللولبية لجهاز الحفر الدوار

مبدأ ترتيب الأسنان على لقمة الحفر مشابه لقم الثقب الأخرى المضمنة في الصخور، والتي يتم ترتيبها بالطريقة الأكثر ملائمة لسحق الصخور. وبشكل عام يتم اتباع مبدأ ترتيب الأسنان في ثلاث مجموعات، وهي المجموعات الداخلية، والوسطى، والخارجية. تنقسم الأسنان الموجودة على لقمة البريمة إلى أسنان قطع داخلية، وأسنان قطع حلقية (الجزء الأوسط)، وأسنان قطع خارجية حسب حجم قطر دوران طرف السن من الداخل إلى الخارج، ويتم ترتيبها بطريقة متناوبة. كما أن هناك اختلافًا معينًا في الارتفاع فيما بينها، حيث تبرز أسنان القطع الحلقية بشكل أطول، تليها أسنان القطع الخارجية، والأقصر هي أسنان القطع الداخلية.

تم تصميم هذا الترتيب لتهيئة الظروف لسحق الصخور بطريقة تشبه القفز. المبدأ هو كما يلي: أولاً، يتم قطع أسنان القطع الحلقية في الصخور لإنشاء سطح حر على شكل إسفين، ومن ثم متابعة أسنان القطع الخارجية والداخلية. الشقوق السطحية الحرة المقطوعة بواسطة مجموعات الأسنان الثلاثة المترابطة (تم تصميم تباعد الدوران وفرق الارتفاع بين أطراف الأسنان الداخلية والمتوسطة والخارجية بناءً على قوانين ترابط الشقوق في الصخور المختلفة)، مما يخلق أخدودًا عميقًا حرًا على شكل أخدود السطح حول قاع الحفرة، مما يفصل تمامًا قلب الصخر في المركز عن كتلة الصخور المحيطة.

تحديد موضع وتوجيه لقمة الحفر اللولبية لجهاز الحفر الدوار

إن أسطوانة لقمة الحفر مستقيمة تمامًا، ويتم ترتيب شرائط التوجيه على الجانب الخارجي لجدار الأسطوانة، والتي تكون معاكسة لاتجاه الدوران ومائلة للأعلى. يتم استخدام لقمة الحفر بشكل عام للحفر في طبقات الصخور الصلبة أو الحصى، والتي تكون عمومًا ذات لقطات بطيئة. تتميز اللقمة المستقيمة ذات الشكل الأسطواني بوظائف توجيه وتحديد موضع ممتازة. يتمثل الدور الرئيسي لشرائط التوجيه حول جدار الأسطوانة في توجيه الحطام الصخري الموجود في الجزء السفلي من اللقمة إلى الأعلى، وتجنب تراكم الحطام في الأخاديد التي تعيق قطع الصخور الطازجة بالأسنان. هناك دور آخر لشرائط التوجيه وهو حماية جدار الأسطوانة وتعزيز مقاومة التآكل.

تصميم المعلمات المهمة الأخرى لقمة الحفر اللولبية لجهاز الحفر الدوار

المعلمة الرئيسية لقمة الحفر هي قطرها، وهو قطر ثقب الوبر الذي يمكن حفره. المعلمة الثانية هي ارتفاع الاسطوانة، والتي عادة ما تكون أكبر من قطر لقمة الحفر. هذه العلاقة الهيكلية بين الحجم والارتفاع ضرورية لتلبية الحاجة إلى التواء وكسر قلب الصخر. بعد أن يتم قطع قلب الصخر بشكل حلقي بواسطة لقمة الحفر، مع استمرار زيادة عمق القطع، سيتم ملتوية قلب الصخر وتكسيره على طول زاوية 45 درجة مع الاتجاه المحوري. لذلك، يجب أن يكون ارتفاع الأسطوانة أكبر من قطر قلب الصخر، بحيث يمكن لف قلب الصخر وتكسيره ثم إخراجه من حفرة الكومة.

ضبط وحساب زاوية الأسنان على لقمة الحفر اللولبية لجهاز الحفر الدوار

أثناء عملية الحفر في الطبقة بواسطة جهاز الحفر الدوار، تكون الأسنان هي الأجزاء الرئيسية التي تتصل مباشرة بالطبقة. تحدد الزاوية والتباعد بين الأسنان بشكل مباشر كفاءة عمل جهاز الحفر الدوار. لذلك يجب أثناء تصميم لقمة الحفر إجراء بحث على النموذج الميكانيكي لأسنان قطع التربة والصخور لإيجاد زوايا مثالية ومسافات متباعدة للأسنان