آشنایی با ادوات و تجهیزات حفاری و دریل واگن
یکی از کاربردهای حفاری و گمانه زنی مربوط به عملیات پایدارسازی دیواره گود به روش نیلینگ و انکراژ و بهسازی خاک با استفاده از میکروپایل می باشد. در این مطلب سعی شده است ادوات و تجهیزات مربوط به حفاری جهت آشنایی مهندسین علاقه مند به اجرای نیلینگ، انکراژ و میکروپایل شرح داده شود. در ادامه مراحل فعالیت و ارتباط ماشین آلات مذکور به ترتیب آورده شده است.
بخش اول: فعالیت مربوط به حفاری در نیلینگ از کمپرسورهوا و ادوات مربوط به آن شروع می شود.
کوپلینگ هوا:کوپلینگ هوا یا همان لوله انتقال هوا که از کمپرسور آزاد می باشد باید با دیگر ادوات برای انتقال هوا مرتبط باشد.
مغزی های مربوط به هوا: این نوع مغزی ها دارای رزوه و کونیک هستند که به سایز 2 اینچ و دارای 3حالت (یک سرتخت یک سر کونیک، دوسر تخت، دوسر کنیک) هستند.
هرز گرد : این وسیله برای رابط بین شلنگ هوا و مغزی تعبیه می شود که رابط هرز گرد وارد شلنگ هوا می شود و قسمت جلوی هرز گرد روی مغزی کوپل می شود.
شلنگ هوا: شلنگی با قطر 2 اینچ ودارای جنس لاستیک نرم همراه با میانه و روی سیمی و یا میانه روی لاستیکی موجود می باشد که وظیفه شلنگ هوا انتقال هوا از کمپرسور به دستگاه های پنوماتیکی می باشد.
انواع بست ها: بست ها دارای انواع بسار زیادی هستند که بیشتر از بست های چهار پیچ و دوپیچ برای نگهداری هرز گرد روی شلنگ استفاده می شود.
کوپلرهوا: کوپلر هوا یا فک چهارزبانه وسیله ای دارای حالت ثابت و شلنگ هوا دارای کوپلر متحرک می باشد که شلنگ هوا را به قسمت کوپلینگ کمپرسور وصل می کند. واشرتنظیم :این واشرها که دارای حالت های مختلف و از جنس های متفاوت می باشد برای تنظیم و افت هوا میان قسمت هرز گرد یا داخل قسمت فک چهار زبانه استفاده می شود.
ادوات پرسی شلنگ هوا: در بعضی از حالت ها تمامی ادوات اتصالات رابط میان شلنگ و کمپرسور بر روی شلنگ هوا نیز پرس می شود که ادوات آن هرز گرد غلاف دار می باشد که داخل شلنگ هوا وارد می شود و با فشار شلنگ و رویه لاستیکی پرس می شوند.
بخش دوم: قسمت های مربوط به دریل واگن
کوپلینگ هوای ورودی دریل واگن: رابطی رزوه دار و یا کونیک دار که شلنگ هوا روی آن بسته می شود و وظیفه آن انتقال هوا به داخل دریل واگن می باشد.
دیگ روغن:رابط هوا بر سر راه دیگ روغن مصرفی(روغن نمره 10) قرار دارد که با باز کردن شیر روغن ، روغن مصرفی با فشارزیاد با هوا ترکیب شده و داخل دریل واگن تا قسمت ایر موتور ها و روتیشن و تخلیه هوا و سوزن های ترمز گیربکس های حرکتی عملیات چرب کنندگی انجام می شود.
شیرتنظیم هوا:در قسمت پشت دریچه هوای دیگ روغن یک قسمت دیگر به نام شیر تنظیم هوا وجود دارد که هوای مربوط را از طریق تانک هوا به قسمت ایر موتور حفاری و یا به قسمت هوای حرکتی به گیربکس های حرکتی هوا می رساند.
بخش سوم: قسمت های مربوط به حرکت دریل واگن
لیور حرکتی: لیور حرکتی یا اهرم حرکتی یا دنده حرکتی در قسمت بعد از شیر هوای اصلی وجود دارد که با چرخاندن شیرهوا، هوا در پشت لیورها در حالت آماده و با حرکت لیورها هوا به سیستم ایرموتور حرکتی می رسد.
ایرموتور حرکتی: وظیفه سیلندر هوایی را دارد که با فشردن لیور حرکتی هوا وارد ایرموتور می شود و پیستون ها و شاتون ها هوا را به گیربکس ها رسانده و باعث حرکت شفت متحرک شده و چرخ دنده های گیربکس بر روی شفت مادر حرکت کرده و باعث حرکت خورشیدی شده و شنی دستگاه شروع به حرکت می کند.
گیربکس حرکتی: تمامی دریل واگن های پنوماتیک هیدرولیک ، هیدرولیکی، هیدرولیک برقی دارای چرخ هستند و سیستم گیربکس حرکتی دارند در بیشتر دریل واگن ها گیربکس حرکتی دارای سیستم چرخ دنده، شفت ، شفت پینیوم، شفت مادر(شفت اصلی) ، بلبرینگ و سوزن ترمز یا سیستم تعلیق حرکتی می باشد.
بخش چهارم: قسمت های مربوط به بخش حفاری در دریل واگن
ایرموتور: همانطور که از اسمش مشخص می باشد این موتور با هوا کار می کند و مشابه فعالیت ایرموتور حرکتی را دارد. مانند تمامی موتورها دارای سیلندر پیستون و شاتون می باشد که در قسمت سیلندر شاتون ها وظیفه حرکت پیستون را به عهده دارند و با باز و بسته شدن دریچه های سوپاپ ها هوا انتقال پیدا می کند و سوپاپ ها در محفظه سیلندر در قسمت گیلاس سیلندر(لیوان سیلندر) بالا و پایین می شوند و حرکت مکش را برای تعویض در جلو عقب شدن آن ها با شاتون ها انجام می دهد.
انواع ایر موتور ها: ایر موتورهای سرعتی ، ایرموتورهای قدرتی
در قسمت هایی که حرکت یا دوران مدنظر باشد از ایرموتور های قدرتی استفاده می شود مانند ایرموتورهای حرکتی و ایرموتورهای پشت دکل زنجیرکش . در قسمت هایی که دوران بالا یا سرعت حرکت روتیشن مطرح باشد از ایرموتورهای سرعتی استفاده می شود. طبیعتاً ایرموتورهای سرعتی همان طور که از اسمشان مشخص می باشد دارای سرعت زیاد، گشتاور سریع و حرکت دورانی می باشند. امروزه با شکل گیری و ترکیب دو مدل از مکانیزم ایرموتورهای ال مین ، لایت مین دیگر مشکل قدرت و سرعت حل شده و ایرموتورها دارای هم سرعت و هم قدرت می باشند.
روتیشن: به وسیله حرکت دورانی و گردش راد در چال عملیات حفاری روتاری یا دورانی انجام می شود.
روتیشن با نصب راد و ادوات چکش و سرمته عملیات حفاری را انجام می دهد. تنها چرخش راد، تعویض راد و انتقال هوا وظیفه روتیشن می باشد و حرکت عقب جلو کردن روتیشن وظیفه ایرموتور زنجیرکش می باشد. زنجیر کش: ایر موتور بسیار سرعتی و قدرتی می باشد که وظیفه حرکت عقب جلو کردن روتیشن را به عهده دارد. به وسیله زنجیر قاب زیرین روتیشن روی دکل حرکت می کند باعث عقب جلو رفتن روتیشن می شود این عملیات به عهده زنجیرکش می باشد.
بخش پنجم: آشنایی با سرمته ها و ادوات حفاری :
راد: لوله ای توخالی که انتقال حرکت و هوا را از روتیشن به چکش و سرمته می رساند.
راد خود حفار: این رادها در انتهای کار خود داخل خاک باقی می مانند و فعالیت آن ها درحفاری در خاک های ریزشی و سست در عملیات نیلینگ میباشد.
سرمته: تمام فعالیت حفاری خاک با سرمته ها امکان پذیر است که برای هرنوع حفاری و لایه خاکی و عمق مشخص گمانه و قطر مشخص از سرمته های متنوع استفاده می شود.
انواع سرمته ها: سپری ، کوپ سرمته ، سرمته خودحفار ، سپر چکش
سپری: این سرمته ها دارای شکلی شبیه به یک مخروط سه وجهی دارند و بیشتر دارای پنج یا سه برجستگی در هر وجه هستند که به این نوع سپری ها پنجه گرگی یا گل بر نیز می گویند . سپری های سوزنی و سرمته ایی حفاری در خاک های ماسه رسی را به خوبی انجام می دهند. سپری های مثلثی این نوع سپری دارای قدرت بسیار بالا بوده و درخاک های دج و مخلوط رسی می توانند به خوبی حفاری می کنند. از سپری ها به صورت کلی در عملیات پایدارسازی گود به روش نیلینگ و انکراژ در خاک های رسی و با سنگ کم استفاده می شود.
کوپ سرمته: این وسیله دارای یک راد میانی به نام کوپ می باشد که ادوات پیستون و سیلندر داخل آن می باشد و به راد وصل می شود و در ابتدای آن سرمته های چکش زن از قبیل سرمته های پیستونی، چرخشی شیار دار، تفلن دار، متحرک دورانی(سپر چکش ها) و راک بیت ها به وسیله رابط کوپ وصل شده و حفاری درخاک های دج شنی سنگی ومخلوط های پرتراکم و کم تراکم از بافت های سیلیسی و سیلکاتی و رسی می توان از کوپ سرمته ها استفاده کرد. این نوع سرمته ها در عملیات پایدارسازی گود به روش نیلینگ و انکراژ در خاک های مخلوط، ماسه ای و سنگی استفاده میگردند.
سرمته های خود حفار: این سرمته ها دارای الماسه های نگینی به نام الماسه گلوله ایی و ساچمه ای هستند به راد خودحفار وصل شده عملیات حفاری را انجام می دهند و در آخر در گمانه باقی می مانند. . این نوع سرمته ها در عملیات پایدارسازی گود به روش نیلینگ و انکراژ در خاک های سست و ریزشی که گمانه پس از خارج کردن راد دچار ریزش میگردد استفاده می شوند.
سپرچکش: این نوع سرمته ها نمونه ای از حفاری های جدید از شکل گیری حفاری های روتاری+ کوپ سرمته ایی به وجود آمده اند. جدیداَ در حفاری ها بیشتر استفاده می شود و حفاری های با عمق بالا را از طریق سپرچکش ها به آسانی می توان انجام داد .
راک بیت: این سرمته ها در سیستم نیلینگ و انکراژ و حفاری های اکتشافی بسیار کار آمد بوده و حالت حفاری چکشی و جوندگی دارند و باعث باز شدن تراکم خاک می شود و حفاری به راحتی انجام می گردد.
فیشینگ: این وسیله دارای شکل مخروطی با تنه رزوه شده و داخل حدیده شده میباشد که وظیفه اتصال رادها به سرمته ها و یا حمل سرمته های جا مانده در گمانه را به عهده دارند.
بخش اول: فعالیت مربوط به حفاری در نیلینگ از کمپرسورهوا و ادوات مربوط به آن شروع می شود.
کوپلینگ هوا:کوپلینگ هوا یا همان لوله انتقال هوا که از کمپرسور آزاد می باشد باید با دیگر ادوات برای انتقال هوا مرتبط باشد.
مغزی های مربوط به هوا: این نوع مغزی ها دارای رزوه و کونیک هستند که به سایز 2 اینچ و دارای 3حالت (یک سرتخت یک سر کونیک، دوسر تخت، دوسر کنیک) هستند.
هرز گرد : این وسیله برای رابط بین شلنگ هوا و مغزی تعبیه می شود که رابط هرز گرد وارد شلنگ هوا می شود و قسمت جلوی هرز گرد روی مغزی کوپل می شود.
شلنگ هوا: شلنگی با قطر 2 اینچ ودارای جنس لاستیک نرم همراه با میانه و روی سیمی و یا میانه روی لاستیکی موجود می باشد که وظیفه شلنگ هوا انتقال هوا از کمپرسور به دستگاه های پنوماتیکی می باشد.
انواع بست ها: بست ها دارای انواع بسار زیادی هستند که بیشتر از بست های چهار پیچ و دوپیچ برای نگهداری هرز گرد روی شلنگ استفاده می شود.
کوپلرهوا: کوپلر هوا یا فک چهارزبانه وسیله ای دارای حالت ثابت و شلنگ هوا دارای کوپلر متحرک می باشد که شلنگ هوا را به قسمت کوپلینگ کمپرسور وصل می کند. واشرتنظیم :این واشرها که دارای حالت های مختلف و از جنس های متفاوت می باشد برای تنظیم و افت هوا میان قسمت هرز گرد یا داخل قسمت فک چهار زبانه استفاده می شود.
ادوات پرسی شلنگ هوا: در بعضی از حالت ها تمامی ادوات اتصالات رابط میان شلنگ و کمپرسور بر روی شلنگ هوا نیز پرس می شود که ادوات آن هرز گرد غلاف دار می باشد که داخل شلنگ هوا وارد می شود و با فشار شلنگ و رویه لاستیکی پرس می شوند.
بخش دوم: قسمت های مربوط به دریل واگن
کوپلینگ هوای ورودی دریل واگن: رابطی رزوه دار و یا کونیک دار که شلنگ هوا روی آن بسته می شود و وظیفه آن انتقال هوا به داخل دریل واگن می باشد.
دیگ روغن:رابط هوا بر سر راه دیگ روغن مصرفی(روغن نمره 10) قرار دارد که با باز کردن شیر روغن ، روغن مصرفی با فشارزیاد با هوا ترکیب شده و داخل دریل واگن تا قسمت ایر موتور ها و روتیشن و تخلیه هوا و سوزن های ترمز گیربکس های حرکتی عملیات چرب کنندگی انجام می شود.
شیرتنظیم هوا:در قسمت پشت دریچه هوای دیگ روغن یک قسمت دیگر به نام شیر تنظیم هوا وجود دارد که هوای مربوط را از طریق تانک هوا به قسمت ایر موتور حفاری و یا به قسمت هوای حرکتی به گیربکس های حرکتی هوا می رساند.
بخش سوم: قسمت های مربوط به حرکت دریل واگن
لیور حرکتی: لیور حرکتی یا اهرم حرکتی یا دنده حرکتی در قسمت بعد از شیر هوای اصلی وجود دارد که با چرخاندن شیرهوا، هوا در پشت لیورها در حالت آماده و با حرکت لیورها هوا به سیستم ایرموتور حرکتی می رسد.
ایرموتور حرکتی: وظیفه سیلندر هوایی را دارد که با فشردن لیور حرکتی هوا وارد ایرموتور می شود و پیستون ها و شاتون ها هوا را به گیربکس ها رسانده و باعث حرکت شفت متحرک شده و چرخ دنده های گیربکس بر روی شفت مادر حرکت کرده و باعث حرکت خورشیدی شده و شنی دستگاه شروع به حرکت می کند.
گیربکس حرکتی: تمامی دریل واگن های پنوماتیک هیدرولیک ، هیدرولیکی، هیدرولیک برقی دارای چرخ هستند و سیستم گیربکس حرکتی دارند در بیشتر دریل واگن ها گیربکس حرکتی دارای سیستم چرخ دنده، شفت ، شفت پینیوم، شفت مادر(شفت اصلی) ، بلبرینگ و سوزن ترمز یا سیستم تعلیق حرکتی می باشد.
بخش چهارم: قسمت های مربوط به بخش حفاری در دریل واگن
ایرموتور: همانطور که از اسمش مشخص می باشد این موتور با هوا کار می کند و مشابه فعالیت ایرموتور حرکتی را دارد. مانند تمامی موتورها دارای سیلندر پیستون و شاتون می باشد که در قسمت سیلندر شاتون ها وظیفه حرکت پیستون را به عهده دارند و با باز و بسته شدن دریچه های سوپاپ ها هوا انتقال پیدا می کند و سوپاپ ها در محفظه سیلندر در قسمت گیلاس سیلندر(لیوان سیلندر) بالا و پایین می شوند و حرکت مکش را برای تعویض در جلو عقب شدن آن ها با شاتون ها انجام می دهد.
انواع ایر موتور ها: ایر موتورهای سرعتی ، ایرموتورهای قدرتی
در قسمت هایی که حرکت یا دوران مدنظر باشد از ایرموتور های قدرتی استفاده می شود مانند ایرموتورهای حرکتی و ایرموتورهای پشت دکل زنجیرکش . در قسمت هایی که دوران بالا یا سرعت حرکت روتیشن مطرح باشد از ایرموتورهای سرعتی استفاده می شود. طبیعتاً ایرموتورهای سرعتی همان طور که از اسمشان مشخص می باشد دارای سرعت زیاد، گشتاور سریع و حرکت دورانی می باشند. امروزه با شکل گیری و ترکیب دو مدل از مکانیزم ایرموتورهای ال مین ، لایت مین دیگر مشکل قدرت و سرعت حل شده و ایرموتورها دارای هم سرعت و هم قدرت می باشند.
روتیشن: به وسیله حرکت دورانی و گردش راد در چال عملیات حفاری روتاری یا دورانی انجام می شود.
روتیشن با نصب راد و ادوات چکش و سرمته عملیات حفاری را انجام می دهد. تنها چرخش راد، تعویض راد و انتقال هوا وظیفه روتیشن می باشد و حرکت عقب جلو کردن روتیشن وظیفه ایرموتور زنجیرکش می باشد. زنجیر کش: ایر موتور بسیار سرعتی و قدرتی می باشد که وظیفه حرکت عقب جلو کردن روتیشن را به عهده دارد. به وسیله زنجیر قاب زیرین روتیشن روی دکل حرکت می کند باعث عقب جلو رفتن روتیشن می شود این عملیات به عهده زنجیرکش می باشد.
بخش پنجم: آشنایی با سرمته ها و ادوات حفاری :
راد: لوله ای توخالی که انتقال حرکت و هوا را از روتیشن به چکش و سرمته می رساند.
راد خود حفار: این رادها در انتهای کار خود داخل خاک باقی می مانند و فعالیت آن ها درحفاری در خاک های ریزشی و سست در عملیات نیلینگ میباشد.
سرمته: تمام فعالیت حفاری خاک با سرمته ها امکان پذیر است که برای هرنوع حفاری و لایه خاکی و عمق مشخص گمانه و قطر مشخص از سرمته های متنوع استفاده می شود.
انواع سرمته ها: سپری ، کوپ سرمته ، سرمته خودحفار ، سپر چکش
سپری: این سرمته ها دارای شکلی شبیه به یک مخروط سه وجهی دارند و بیشتر دارای پنج یا سه برجستگی در هر وجه هستند که به این نوع سپری ها پنجه گرگی یا گل بر نیز می گویند . سپری های سوزنی و سرمته ایی حفاری در خاک های ماسه رسی را به خوبی انجام می دهند. سپری های مثلثی این نوع سپری دارای قدرت بسیار بالا بوده و درخاک های دج و مخلوط رسی می توانند به خوبی حفاری می کنند. از سپری ها به صورت کلی در عملیات پایدارسازی گود به روش نیلینگ و انکراژ در خاک های رسی و با سنگ کم استفاده می شود.
کوپ سرمته: این وسیله دارای یک راد میانی به نام کوپ می باشد که ادوات پیستون و سیلندر داخل آن می باشد و به راد وصل می شود و در ابتدای آن سرمته های چکش زن از قبیل سرمته های پیستونی، چرخشی شیار دار، تفلن دار، متحرک دورانی(سپر چکش ها) و راک بیت ها به وسیله رابط کوپ وصل شده و حفاری درخاک های دج شنی سنگی ومخلوط های پرتراکم و کم تراکم از بافت های سیلیسی و سیلکاتی و رسی می توان از کوپ سرمته ها استفاده کرد. این نوع سرمته ها در عملیات پایدارسازی گود به روش نیلینگ و انکراژ در خاک های مخلوط، ماسه ای و سنگی استفاده میگردند.
سرمته های خود حفار: این سرمته ها دارای الماسه های نگینی به نام الماسه گلوله ایی و ساچمه ای هستند به راد خودحفار وصل شده عملیات حفاری را انجام می دهند و در آخر در گمانه باقی می مانند. . این نوع سرمته ها در عملیات پایدارسازی گود به روش نیلینگ و انکراژ در خاک های سست و ریزشی که گمانه پس از خارج کردن راد دچار ریزش میگردد استفاده می شوند.
سپرچکش: این نوع سرمته ها نمونه ای از حفاری های جدید از شکل گیری حفاری های روتاری+ کوپ سرمته ایی به وجود آمده اند. جدیداَ در حفاری ها بیشتر استفاده می شود و حفاری های با عمق بالا را از طریق سپرچکش ها به آسانی می توان انجام داد .
راک بیت: این سرمته ها در سیستم نیلینگ و انکراژ و حفاری های اکتشافی بسیار کار آمد بوده و حالت حفاری چکشی و جوندگی دارند و باعث باز شدن تراکم خاک می شود و حفاری به راحتی انجام می گردد.
فیشینگ: این وسیله دارای شکل مخروطی با تنه رزوه شده و داخل حدیده شده میباشد که وظیفه اتصال رادها به سرمته ها و یا حمل سرمته های جا مانده در گمانه را به عهده دارند.
منبع: آقای مهندس حاجی رمضانی
تاریخ انتشار: ۱۳۹۹/۰۷/۱۷