نظام الحفر ( Drilling system )-( الجزء السابع )

• تأكل غير عادي :

& وهذا مثل كسر الأسنان ، أو انحنائها ، وهذا غير مقبول، وينتج التأكل غير العادي بسبب الاستخدام الخاطئ لرأس الحفر ، أو بمعنى أصح الاختيار الخاطئ لرأس الحفر ، و عدم توافقه مع نوعية الصخور التي يعمل فيها (كأن يستخدم رأس حفر مخصص لحفر طبقات طرية، حتى يقوم بحفر طبقات قاسية عندها فإن السن لن يتحمل ، وبالتالي سيكسر ، أو بسبب التحميل عليه بشكل غير تدريجي ، أو عند العمل والتعرض للرج والاهتزاز ، وهذا الاهتزاز عبارة عن تحميل وعدم تحميل ، و هكذا يؤدي ذلك إلى كسر الأسنان، كان نحمل ton30 ثم لا نحمل، ثم نحمل، ثم لا نحمل به فهذا يكسر السن. والآن كيف نعلم أنه قد حدث هذا التأكل ؟

من الأمور التي تؤدي إلى هذا التأكل غير العادي هو استخدام نظام حفر قاسي ، أو ترك وزن كبير على رأس الحفر مع عدد دورات مرتفع للطاحون، أو بسبب وجود قطع معدنية على القاع من مخلفات رأس الحفر السابق.&

• أما بالنسبة لتأكل مراكز الاستناد

تبعا لمراكز الاستناد تقسم رؤوس الحفر إلى:

1. رأس حفر عادي:

& وهو عبارة عن ترس مركز على قاعدة، وهناك فراغ بين القاعدة والترس، وذلك حتى يسمح بالدوران فنتيجة التحميل ستدخل الأسنان في الصخر ، وعندها فإن قاعدة الترس ستحتك مع قاعدة رأس الحفر وبالتالي يصبح الدوران أبطأ والاحتكاك أشد، و بالتالي سيزداد هذا الخلوص ، أما التأكل فهو غير متجانس و بالتالي سيكون الدوران غير طبيعي لمجموعة المواسير، وذلك لأن التروس لا تدور بنفس معدل دوران الطاحون ، و بالتالي ستدور المواسير بشكل معاكس ، وبالتالي سيتشكل مزدوجة، فإذا كانت قوة الفتل كبيرة فهذا يؤدي إلى انحلال المواسير ، وهذا التأكل العادي لا يمكن تلافيه فلابد من حدوثه، أما زيادة الخلوص أكثر من اللازم، فإنه يؤدي إلى سقوط الرولمانات التي تسمح للترس بالدوران ، وبالتالي سيسقط الترس إلى القاع، وهذا غير مسموح به، وهذا الأمر يحدث عند استخدام رأس الحفر زمن أكثر من اللازم طمعا بزيادة عمق الحفر بضعة مليمترات أو سنتيمترات، والآن كيف نقلل من معدل هذا التأكل؟ يمكن أن نقلل من هذا التأكل باستخدام سائل الحفر، فسائل الحفر يحول الاحتكاك ما بين معدن - معدن إلى احتكاك ما بين معدنين من خلال سائل ، وبالتالي يخفف من درجة الاحتكاك ، و إذا عولج سائل الحفر بمواد ذات انزلاقية مرتفعة سيخفف من هذا التأكل بشكل كبير، وبالتالي سيزيد من عمر مراكز الاستناد العادية، وبالتالي تكون المعالجة بإضافة مواد ذات انزلاقية إلى سائل الحفر ، وهذا يزيد من عمر المضاجع والأسنان ، و بالتالي زيادة في عمر رأس الحفر.&

2. رأس حفر محسن:

& فهي الرؤوس ذات مضاجع مغلقة (أي لا يوجد بها خلوص أو أنها ذاتية التشحيم )، حيث لا يسمح لسائل الحفر بالدخول إلى الخلوص حيث يوجد في الخلوص شحم ومع ارتفاع درجة الحرارة ستقل لزوجة الشحم وبالتالي يتم تشحيم رأس الحفر فينخفض معدل الاحتكاك الداخلي . وبالتالي لا يجوز أن يكون تأكل المضاجع سبب في انتهاء عمر رأس الحفر فالرؤوس العادية الأسنان ومحسنة المضاجع ، عندها فإن عمل رأس الحفر على القاع سيحدده الأسنان وليس المضاجع لأن الأسنان هي التي تتآكل ، ولكن إذا كان رأس الحفر ذو مضاجع عادية وأسنان محسنة، فإن عمل رأس الحفر على القاع تحدده المضاجع العادية لأن الأسنان محسنة وعمرها طويل. وإذا كان رأس الحفر محسن الأسنان والمضاجع فيفترض أن يكون عمره كبير ولا يجوز أن يستهلك بسرعة، فرأس الحفر الألماس يمكن أن يحفر بئر كاملة، ولا يجوز أن يستهلك بسرعة.&

**تأثير عدد الدورات على عمل رأس الحفر** :

& يساهم دوران رأس الحفر على القاع بشكل رئيسي وفعال في تحقيق تقدمه ضمن الصخر، وذلك من خلال تأمينه حت سطح القاع كاملا لأنه مهما بلغت قيمة الحمل على رأس الحفر لا يمكنه أن يحن الصخر على كامل سطح القاع.

إن القيمة العددية لدوران رأس الحفر تتغير في مجال واسع جدا، إلا أن العدد الأكثر استعمالا من أجل الحفر الطاحوني (n = 40 - 200 rpm ) ومن أجل الحفر التوربيني (n=400-600 rpm) &

**تأثير عدد الدورات على السرعة الميكانيكية للحفر**:

& كما ذكرنا أعلاه فإن الهدف من تدوير رأس الحفر هو توزيع قيمة الحمل على القاع ، وبالتالي توزيع فعالية رأس الحفر على كامل سطح القاع ، فمنطقيا كلما زاد عدد الدورات يفترض أن تزداد السرعة الميكانيكية للحد الذي تصبح عنده فعالية الدوران قليلة ، فنتيجة التدوير رأس الحفر سيضرب السن بالصخر بشكل جانبي ، وكلما زاد عدد الدورات تزداد السرعة الميكانيكية للحفر شرطة أن تكون الضربة الأفقية كافية لمقطع الصخر، ولكن عندما تكون الضربة الأفقية غير كافية ، تقل السرعة الميكانيكية للحفر ، وهذا يحدث عند عدد دورات كبير، وبالتالي فإن زمن تعرض الصخر للحمل يتعلق بعدد الدورات ، فكلما زاد عدد الدورات يقل الزمن (زمن التلامس بين السن والصخر)، أي أن:

P= f( w.t)

فإذا لاحظنا أن الضربة الأفقية غير كافية لقطع الصخر، عندها لابد من إنقاص عدد الدورات كي تزيد من الزمن، ونلاحظ هذه الحالة في الصخور القاسية ، وبالتالي نجد أن الصخور القاسية تحتاج لعدد دورات قليل وحمل كبير لأن مقاومته كبيرة، أما بالنسبة للصخور الطرية، فإنها لا تبدي أي مقاومة، ولهذا نستخدم لحفرها أحمال قليلة وعدد دورات مرتفع ، ولهذا السبب نستخدم الحفر التوربيني لحفر لمرحلة السطحية.