خدمات حفاری چیست؟

عملیات حفاری با اهداف مختلف در مناطق با پتانسیل بالا جهت بهره برداری انجام می شود. این فرایند کاملا تخصصی بوده و مستلزم استفاده از خدمات خاصی می باشد. در این مقاله قصد داریم به معرفی انواع خدمات حفاری، مراحل، چیستی و چگونگی آن ها بپردازیم.

عملیات حفاری معدن، شامل مراحل حفر چاه و دستیابی به یک هدف معین می باشد. بی شک این امر یک فرایند فوق العاده حساس، پیچیده و تخصصی است که مستلزم یک برنامه راهبردی و دقیق می باشد. در صورت عدم استفاده از یک برنامه جامع و کاربردی، روند عملیات به گونه ای کاملا سخت، طاقت فرسا، زمان بر و پرهزینه رقم خواهد خورد؛ به علاوه راندمان و نتیجه مطلوب در پروژه حاصل نخواهد شد.

بنابراین یک برنامه جامع با بهره گیری از یک تیم مجرب، متخصص و کارآمد، انتخاب متد حفاری متناسب با پروژه و نیز تجهیزات، ملزومات و دستگاه های پیشرفته و به روز می تواند تمام نیاز های یک پروژه عملیاتی و حفاری را مرتفع سازد.

در حقیقت خدمات حفاری و استخراج معدن، شامل طیف وسیع و گسترده ای از خدمات و سرویس هایی است که در راستای رفع نیازهای یک پروژه عملیات حفاری از مرحله شروع تا مرحله پایانی صورت می گیرد. این نیازها می تواند شامل موارد زیر باشد:
-طراحی و مشاوره عملیات حفاری
-سنجش و تجزیه و تحلیل مواد معدنی
-ساخت و آماده سازی تجهیزات و دستگاه های حفاری
-خدمات مدیریت پروژه و پیمانکاری
-برآورد هزینه های عملیاتی
-حفاری و استخراج نمونه
-خدمات بارگیری و حمل نمونه های استخراج شده
-تامین مواد شیمیایی حفاری شامل گل حفاری و…
-تامین سیال حفاری مورد نیاز
-تامین نیروی انسانی
-مدیریت پسماندهای حاصل از حفاری مطابق با دستورالعمل های زیست محیطی
و…

امروزه در سراسر جهان، معدنکاران به یک تیم متخصص و حرفه ای نیازمندند تا با بر عهده گرفتن مسئولیت ساخت و تولید ماشین آلات و تجهیزات حفاری و همچنین مشاوره و اجرای پروژه های حفاری بتوانند عملیات حفاری را به بهترین نحو ممکن به انجام رسانند.
به طور کلی می توان انواع خدمات حفاری را در سه گروه زیر جای داد:
• ساخت دستگاه و تجهیزات مورد نیاز حفاری
• خدمات اجرا و اپراتوری محصولات حفاری
• خدمات مشاوره، آموزش و پشتیبانی در طول عملیات حفاری
در ادامه به طور کامل به بررسی و شرح هر یک از این خدمات می پردازیم.

اولین و مهمترین مرحله از خدمات حفاری، ساخت دستگاه و تجهیزات مورد نیاز در یک عملیات حفاری می باشد. استفاده و بهره گیری از دستگاه ها و تجهیزات حفاری، جهت تامین انرژی مکانیکی مورد نیاز حفاری کاملا ضروری است. پر واضح است که در دهه های اخیر، ماشین آلات در حوزه توسعه معادن نقش به سزایی داشته اند و می توان گفت نقش تجهیزات و ماشین آلات در معادن، به مراتب پررنگ تر از نقش نیروی انسانی در طی عملیات حفاری می باشد. دستگاه های حفاری معادن، در شرایط مختلف و در انواع معدن های روباز و زیرزمینی قابل استفاده می باشند. امروزه با پیشرفت فناوری در طراحی و ساخت دستگاه های پرقدرت تر و ایمن تر جهت حفاری، کیفیت عملیات حفاری و همچنین سرعت آن در معادن نیز بهبود یافته است.
می دانیم روش های حفاری معادن بر اساس شرایط آنها از جمله موقعیت روباز یا زیرزمینی بودن معادن، انجام مطالعات ژئوتکنیک، شرایط زمین شناسی شامل نوع سنگ ها و سازند ها و بسیاری از پارامترهای دیگر، متفاوت و منحصر به فرد خواهد بود. برای تعیین یک روش مناسب جهت حفاری معدن مورد نظر، ابتدا می بایست شرایط فیزیکی معدن را به طور کامل سنجید و سپس مناسب ترین روش را برگزید، این اولین مرحله از عملیات حفاری معدن می باشد. پس از تعیین و برگزیدن نوع روش حفاری معدن، مهم ترین کار، انتخاب امکانات، تجهیزات و دستگاه های مناسب و مورد نیاز برای روش حفاری تعیین شده در شروع عملیات است.
ارائه دهندگان خدمات حفاری در سراسر جهان، در وهله اول اقدام به طراحی و تولید ماشین آلات و دستگاه های مورد نیاز در عملیات مختلف حفاری می نمایند. این دستگاه ها باید متناسب با شرایط منطقه تحت عملیات و متد در نظر گرفته شده برای عملیات حفاری باشند و در مقیاس مناسب طراحی و تولید شوند. امروزه معدنکاران عموما مایل به فعالیت در معادن بزرگ با پتانسیل بالا جهت حفاری و بهره برداری هستند. بدیهی است این معادن، با برخورداری از ظرفیت بالا، نیازمند دستگاه ها و ماشین آلات با قدرت بالا و در مقیاس های بزرگ می باشند.
علاوه بر دستگاه ها و ماشین آلات مخصوص، فراهم نمودن تجهیزات کامل جهت انجام عملیات حفاری لازم و ضروری می باشد. این تجهیزات، به دلیل اهمیت فراوان و حساس بودن فرایند حفاری، باید مطابق با آخرین استاندارد های جهانی طراحی، تولید، ارائه، نصب و نگهداری گردند. این تجهیزات به دو دسته لوازم درون چاهی و بیرون چاهی تقسیم بندی می شوند. این تجهیزات شامل انواع دریل های معدن، ابزارهای انفجار، تجهیزات خرد کردن، تجهیزات غربالگری، تجهیزات تغذیه، انتقال و تجزیه و تحلیل می باشند. در ادامه به معرفی و بررسی مهم ترین تجهیزات و ملزومات مورد نیاز عملیات مختلف حفاری می پردازیم.

به طور کلی دکل های حفاری به دو دسته ضربه ای و چرخشی تقسیم بندی می شوند. دکل های حفاری چرخشی نیز شامل دکل های خشکی(Land) و دکل های دریایی(Marine) می باشند. دکل های خشکی به دو صورت دکل های ثابت (Conventional) و دکل های سیار ارائه می شوند.
دکل های سیار نیز خود به دو دسته Jacknife و Portable Mast تقسیم می شوند. دکل های Portable Mast به صورت مونتاژ شده بر روی ماشین آلات حمل و نقل سوار گردیده و به محل مورد نظر منتقل می شوند. پس از انتقال به منطقه عملیات بازوهای هیدرولیکی دکل برپا می گردد. معمولا از دکل های Portable Mast برای حفر چاه های نسبتا کم عمق استفاده می شود. معمولا در عملیات مختلف حفاری، دکل های ثابت کمتر مورد استفاده قرار می گیرند. علت این امر، آن است که پس از اتمام عملیات حفاری، این دکل ها در منطقه عملیات باقی می مانند. بیشتر چاه های حفر شده در منطقه مسجد سلیمان به منظور اکتشاف، به وسیله همین دکل ها ایجاد شده اند.
امروزه در سراسر جهان، به منظور حفر چاه های نفت و گاز در مناطق خشکی، از دکل های Jacknife استفاده می شود. علت این انتخاب، سهولت در حمل و نقل و انتقال قطعات این دکل ها به صورت مجزا، و در نهایت اتصال آن ها در محل عملیات به وسیله تعدادی پین می باشد.
در مقابل دکل های حفاری در خشکی، دکل های حفاری دریایی قرار دارند. این دکل ها بر اساس طریقه استقرار آن ها در آب تقسیم بندی می شوند. دکل های دریایی که کف آنها به دریا متصل می باشد، دکل های Bottom Support و یا دکل های ثابت و همچنین دکل هایی که اتصالی با کف دریا ندارند، دکل های شناور و یا Floating نامیده می شوند.

لوله‌های حفاری، لوله های فولادی توخالی هستند که طول آن ها، عموما به 9 متر می رسد. این لوله ها در قطر های مختلف تولید وارائه می گردند. در طی یک عملیات حفاری، این لوله ها به دنبال هم قرار گرفته و با اتصال آن ها به هم تا اعماق چاه امتداد پیدا می کنند. توخالی بودن لوله های حفاری به این دلیل می باشد که بتوانند گل حفاری تهیه شده را از این طریق، به اعماق چاه منتقل کنند. در انتهای لوله ای که در پایین ترین نقطه قرار می گیرد، مته حفاری نصب می گردد. با عمق گرفتن به ازای هر 9 متر، لوله بالایی که به Kelly متصل شده است، از جای خود باز می شود و یک لوله جایگزین به مجموعه افزوده شده و مجددا به Kelly اتصال می یابد.

در عملیات حفاری به منظور محافظت از لوله حفاری و جلوگیری از صورت گرفتن هر گونه خمش و پیچش در آن، پیرامون لوله حفاری اصلی، یک لوله توخالی با متریالی محکم و مقاوم قرار می دهند. این لوله ها، بیشتر برای لوله‌ های پایینی و نزدیک به انتهای چاه کاربرد دارند و باعث حفاظت از آن ها می شوند.

از مهم ترین تجهیزات حفاری، مته های مخصوص حفاری می باشند. همان طور که می دانید، از مته ها به منظور خرد کردن سنگ و سازند و ایجاد سوراخ در زمین در عمق به خصوصی استفاده می شود. مته یا بیت به انتهای پایین ترین لوله اصلی حفاری متصل می گردد. مته ها در دو نوع اصلی تیغه دار و غلتکی تولید می گردند. نوع تیغه دار آن ها برای حفاری در زمین ‌های نسبتا نرم و نوع غلتکی برای حفاری در زمین‌ های سخت مناسب می باشند.
لازم به ذکر است، معروف ترین نوع مته های غلتکی، مته های سه مخروطی می باشند. غلتک ‌ها در این مته با زاویه 120 درجه نسبت به یکدیگر حول محور معینی می چرخند. همچنین مته نیز همراه با لوله حفاری 360 درجه گردش دارد. در این گونه مته ها، حفره ای تعبیه گردیده که می تواند گل حفاری را با فشار به بیرون پرتاب نماید و منجر به تسهیل وتسریع در عملیات حفاری گردد.
آنچه مسلم است، این است که مته ها نیز مانند هر قطعه در معرض اصطکاک دیگری، پس از مدتی دچار فرسایش می شوند و نیاز است که در طول عملیات در زمان های مشخصی تعویض گردند. در عملیات هایی که با سازندها و سنگ های سخت پیش رو هستیم، این امر سریع تر رخ می دهد و می بایست در بازه زمانی کوتاه تری، مته جدید را جایگزین مته قبلی نمود.

پس از حفر چاه ها، امکان ریزش در دیواره های آن ها وجود دارد. جهت جلوگیری از این مشکل، در طول عملیات حفاری ضروری است با استفاده از تعدادی لوله توخالی از جنس فولاد، چاه حفر شده را مقاوم سازیم. این امر در در حفر چاه هایی با اعماق زیاد از اهمیت فوق العاده ای برخوردار است. جداره ها، به وسیله سیمان به دیواره چاه متصل می گردند و از آن در برابر ریزش محافظت می کنند.

کابل های حفاری از جمله تجهیزات مهم حفاری می باشند که روی دکل ها قرار می گیرند و از انعطاف پذیری بالایی نیز برخوردارند. کابل های حفاری در سایزهای مختلفی تولید می شوند و دارای شعاع های خمش متفاوتی هستند. از جمله ویژگی های مهم کابل های با کیفیت حفاری می توان به موارد زیر اشاره کرد:
-مقاومت در برابر تغییرات شیمیایی
-مقاومت در برابر تغییرات گستره دمایی
-توان تحمل فشار بالا و نیروهای وارده
-مقاومت در برابر رطوبت، حرارت، تابش نور آفتاب و مشتقات نفتی و…
-ضد حریق و ممانعت از انتشار حریق
این کابل ها، بر مبنای سیستم خاصی( AWG ) دسته بندی می گردند و جهت انتخاب مناسب ترین کابل های حفاری در عملیات مختلف حفاری می توان با اخذ مشاوره از شرکت های تولید کننده و نیز ارائه دهنده خدمات حفاری اقدام نمود.

کلی، یک لوله با مقطع مربعی است که در بالاترین قسمت رشته لوله حفاری قرار می گیرد. این لوله توخالی با طول 12.5 متر می باشد و یک سر آن به صفحۀ دورانی که در ادامه توضیح خواهیم داد متصل می شود و سر دیگر آن به لوله حفاری اصلی پیچ شده است. کاربرد این لوله، در حقیقت ایجاد ارتباط بین اجزای درون چاهی و بیرون چاهی می باشد. همچنین این لوله، گل حفاری را از درون خود عبور می دهد و وارد لوله حفاری می نماید.

پمپ های حفاری، شامل انواع پمپ گل (Mud Pump)، پمپ های جک (Pump Jack)، پمپ های سیمانکاری (Cement Pump) می باشند.

این صفحه، انرژی الکتریکی یا مکانیکی دریافتی را به انرژی دورانی تبدیل میکند. نیروی دورانی حاصل، توسط رشته لوله حفاری به مته منتقل می گردد.
از دیگر تجهیزات مهم حفاری، می توان به تجهیزات زیر اشاره نمود:
-شیرهای کنترلی و تجهیزات ایمنی
-تجهیزات سیمانکاری
-مخازن و تجهیزات تصفیه (tanks)
-قرقره ها
-موتورها (Engines)

دومین دسته از خدمات حفاری، ارائه کلیه خدمات و انجام اقداماتی است که در راستای اجرا و اپراتوری محصولات حفاری صورت می گیرند. دستگاه ها وماشین آلات حفاری با توجه به پیچیدگی ها و مکانیزم های خاص خود به منظور راه اندازی و کنترل به تخصص و تبحر زیادی از سوی اپراتورها نیازمندند. آماده سازی، تنظیم دستگاه و تعویض های مورد نیاز دستگاه از جمله مسائلی است که اوپراتورهای ماشین های حفاری باید توانایی انجام آن ها را داشته باشند. اپراتورهای ماشین آلات حفاری همچنین وظایف زیر را نیز بر عهده دارند:
-راه اندازی و کنترل دستگاه حفاری
-مشارکت در عملیات مغزه گیری از سازندهای مختلف
-انجام تعویض های به موقع دستگاه
-تهیه انواع گل حفاری با هماهنگی کارشناسان در متدهایی که جهت بهره برداری نیاز به استفاده از گل دارند.
-عملیات حفاری را بر اساس روش های فنی و با استفاده از کف، هوا و.. انجام دهد.
-بررسی، اندازه گیری و انتخاب انواع مته های حفاری و تعویض به موقع آن ها
-مشارکت و همکاری در فرایند های لوله گذاری چاه، تزریق سیمان، اسید و …

همان طور که ذکر گردید، این مرحله از خدمات حفاری، تخصص، استعداد و تجربه فراوانی را در زمینه عملیات میدانی و پروژه های حفاری می طلبد. امروزه اهمیت کمک گرفتن از یک تیم با تجربه و دارای دانش و تخصص کافی در امر خطیر و دشوار حفاری معادن و… بر هیچکس پوشیده نیست. شرکت های معتبر در سراسر جهان در حوزه حفاری معادن، علاوه بر تامین دستگاه ها و ماشین آلات حفاری با کیفیت، در روند اجرای صفر تا صد پروژه مشارکت داشته و با ارائه خدمات پس از فروش تولیداتشان، باعث ایجاد رضایت و آسودگی خاطر در مشتریان خود می شوند. این شرکت ها، با بهره گیری از نیروی کار متخصص و حرفه ای در این زمینه علاوه بر فراهم نمودن شرایط مطلوب جهت اجرای عملیات، نقش موثر و کارآمدی در بالا رفتن بازدهی و راندمان عملیات، صرفه جویی در وقت و هزینه، رشد و سودآوری و تسهیل فرایند استخراج وبهره برداری را دارا می باشند.

شرکت های ارائه دهنده خدمات حفاری با افزایش بهره وری و ایمنی عملیات حفاری، اطمینان خاطر را برای معدنکاران فراهم می آورند. در طول عملیات حفاری باید فاکتورهای گوناگونی را جهت اطمینان از حصول نتیجه مطلوب مد نظر قرار داد. از جمله آن ها می توان به موارد زیر اشاره نمود:
-بررسی ابعاد حفاری و موقعیت لایه بندی های زمین
– انتخاب روش و سیستم حفاری متناسب با شرایط حفاری
– بهره گیری از تجهیزات و ماشین آلات مرتبط با سیستم حفاری مدنظر جهت تسریع در عملیات
– آماده سازی و کنترل مواد و تجهیزات حفاری که در طول عملیات مورد نیاز هستند.
-نظارت مستمر بر روند عملیات حفاری
-تهیه نمونه از لایه های مختلف زمین تحت عملیات پس از حفر گمانه
– مورد بررسی و مطالعه قرار دادن نمونه های به دست آمده پس از استخراج، به خصوص در پروژه های اکتشافی

یکی از مهم ترین اقداماتی که می بایست از سوی شرکت های ارائه دهنده خدمات حفاری برای مشتریان خود انجام شود، ارائه خدمات پس از فروش ماشین آلات و تجهیزات حفاری می باشد. استفاده از این دستگاه ها، دستورالعمل ها و شرایطی مختص به خود را دارد که باید از سوی شرکت های ارائه دهنده خدمات حفاری به کاربران و معدنکاران به شیوه ای صحیح و کامل ابلاغ گردد. ارائه تمامی نکات فنی، آموزش های مرتبط با اپراتوری و استفاده از دستگاه، آموزش های مرتبط با نگهداری و تعمیرات، ارائه قطعات یدکی و تجهیزات مرتبط، گارانتی و ضمانت دستگاه، مشاوره در زمینه برآورد هزینه های حاصل و ارائه پیشنهاداتی در زمینه صرفه جویی اقتصادی، پیش بینی روند حفاری، بررسی ریشه ای مشکلات احتمالی و آموزش رفع آن ها، مدیریت ریسک، ایجاد آمادگی جهت شرایط اضطراری و ایجاد نظم و یکپارچگی در طول عملیات، ارائه راهکارهای افزایش بازدهی و راندمان و … همگی از جمله خدمات مرتبط با این زمینه می باشند.

با یک بررسی کوتاه و اجمالی نیز متوجه خواهیم شد که اخذ خدمات، مشاوره و پشتیبان گیری در حوزه حفاری معادن تا چه حد ضرورت داشته و حائز اهمیت می باشد. امروزه معدنکاران موفق در حوزه عملیات میدانی و … کاملا به این امر واقف بوده و در پی بهره گیری از دانش، تجربه، تخصص و تبحر اینگونه از شرکت ها می باشند. شرکت آرمیکو، از جمله شرکت های باتجربه و کار آزموده در زمینه ارائه خدمات حفاری در کشور می باشد. این گروه صنعتی و معدنی با تولید دستگاه ها و تجهیزات با کیفیت و مطابق با آخرین استانداردهای جهانی و با بهره گیری از تکنولوژی روز دنیا، در راستای رفع نیاز های کشور از واردات ماشین آلات و تجهیزات حفاری گام نهاده است.
این شرکت، با بیش از بیست سال تجربه ارزشمند در حوزه طراحی، تولید و ارائه دستگاه های مورد نیاز در عملیات مختلف حفاری و نیز ارائه مشاوره و خدمات پس از فروش نقش موثری در پیشرفت و توسعه معادن کشور ایفا نموده است. کسب رضایت مشتریان و ایجاد اطمینان خاطر از محصولات تولیدی همواره اولویت اول کادر فنی و پرسنل متخصص گروه آرمیکو بوده و این شرکت اهتمامی تام در این زمینه ورزیده است.

در ادامه به معرفی تعدادی از مهم ترین دستگاه ها و ماشین آلات حفاری که توسط این شرکت ارائه دهنده خدمات حفاری تولید می گردد، می پردازیم:

دستگاه حفاری دریل واگن ، توانایی حفر چال و گمانه را در زوایای متفاوت دارا می باشد. شرکت آرمیکو اقدام به طراحی،تولید و ارائه انواع دستگاه دریل واگن با کاربرد های متفاوت نموده است. این گروه صنعتی و معدنی بر حسب نوع عملیات، درخواست مشتری و مقیاس حفاری، می تواند دستگاه را با ابعاد و ویژگی های منحصر به فردی، طراحی و ارائه نماید.

دستگاه حفاری کرگیری در عملیات حفاری معدن به منظور مغزه گیری از آن مورد استفاده قرار می گیرد. این دستگاه، بسیار پرقدرت می باشد و جهت برش و نمونه گیری از سازندها مورد استفاده قرار می گیرد. به کمک دستگاه کرگیری، می توان مصالح مختلف را از جمله سنگ (حفاری سنگ)، آجر، آسفالت، بتن، کاشی و … را تحت برش قرار داد.

این دستگاه در ابعاد‌ و اندازه های مختلف توسط گروه آرمیکو طراحی، تولید و مورد استفاده قرار می گیرد.

از جمله تولیدات اختصاصی گروه صنعتی و معدنی آرمیکو دستگاه حفاری سبک ارس می باشد. دستگاه حفاری سبک ارس به منظور حفاری پودری و چال زنی عمودی در عملیات مختلف مورد استفاده قرار می گیرد.

بر خلاف دستگاه حفاری دریل واگن، دستگاه حفاری راسول دارای ابعاد بسیار کوچک تر بوده و همچنین به لحاظ وزنی نیز سبک تر از سایر دستگاه های رایج و مورد استفاده در انواع عملیات حفاری می باشد.

جهت اخذ هرگونه مشاوره و خدمات حفاری می توانید با کارشناسان مجموعه آرمیکو تماس حاصل فرمایید.