روش حفاری RC

حفاری RC یک روش ترجیحی برای حفاری معدن است. این روش مناسب برای حفاری در زمین های متنوع با عمق تا 500 متر می باشد. حفاری با گردش معکوس یا حفاری RC از میله هایی با لوله های داخلی و خارجی استفاده می کند. مکانیزم حفاری، یک پیستون رفت و برگشتی پنوماتیکی است که به عنوان چکشی که یک مته فولادی تنگستن را هدایت می کند، شناخته می شود.

حفاری با گردش معکوس (RC) یکی از انواع اصلی تکنیک های اکتشاف مواد معدنی است. فرآیند حفاری که برای جمع‌آوری برش‌های سنگ نمونه استفاده می‌شود، بر روی لوله‌های داخلی توخالی برای انتقال نمونه‌ها به سطح، در یک جریان مداوم، با استفاده از هوای فشرده متکی است. این روش در ابتدا در دهه 1970 در استرالیا معرفی و به کارگیری شد. حفاری RC یک روش ترجیحی برای حفاری معدن است. این روش، مناسب برای حفاری در انواع زمین ها با عمق تا 500 متر می باشد. برخی از تجهیزات حفاری RC شامل دکل، کامیون پشتیبانی، بوستر، کامیون کمپرسور کمکی و یک وسیله نقلیه خدمه است.

حفاری با گردش معکوس یا حفاری RC از میله هایی با لوله های داخلی و خارجی استفاده می کند و برش های مته به سطح داخل میله ها برمی گردند. مکانیزم حفاری، یک پیستون رفت و برگشتی پنوماتیکی است که به عنوان چکشی که یک مته فولادی تنگستن را هدایت می کند، شناخته می شود.
به عبارت واضح تر در ماشین آلات حفاری RC، یک کمپرسور داخلی تعبیه شده است که نیرو را به پیستون رفت و برگشتی پنوماتیکی می رساند. پیستون به نوبه خود یک مته فولادی تنگستن را به حرکت در می آورد که برای خرد کردن سنگ سخت طراحی شده است. در ادامه برش های نمونه به سطح داخل میله ها برگردانده می شوند. هنگامی که هوای فشرده از طریق میله دمیده می شود، حجم هوا را جابجا می کند و نمونه ها را به سطح می برد. سپس تیم حفاری اکتشافی نمونه‌هایی را که در راستای عمق حفره قرار گرفته‌اند جمع‌آوری می کنند و سپس برای سنجش به آزمایشگاه منتقل می‌کنند.

تئوری حفاری گردش معکوس هوا مشابه نظریه آبکشی با کمپرسور هوا است. هوا از حلقه بین لوله داخلی و لوله بیرونی جریان می یابد و به داخل لوله تک جداره درست در میکسر هوا می رود، جایی که حباب های ریز بی شماری تولید می کند. این حباب ها در طول لوله بالا می روند و به طور همزمان منبسط می شوند. به دلیل ادامه جریان هوا در داخل سیال، مخلوطی با چگالی کمتر از هوا و آب در بالای میکسر تشکیل می شود و باعث می شود که سیال با چگالی بالاتر در چاه با برش های نمونه به دلیل اختلاف فشار بالا برود. به این ترتیب نمونه ها خیلی سریع از سوراخ چاه خارج می شوند.

در مقایسه با روش حفاری الماس، حفاری RC از آب بسیار کمتری استفاده می کند، که آن را برای مناطق دور افتاده و کم آب ایده آل می کند. به عبارتی برای مناطقی که تامین آب می تواند هزینه های جاری یک عملیات را افزایش دهد، این روش می تواند مقرون به صرفه باشد. این مزایا را با هزینه عملیاتی متوسط 40٪ کمتر نسبت به روش های دیگر ترکیب کنید تا این روش در صدر گزینه های انتخابی قابل اعتماد برای استفاده در عملیات حفاری در مناطق با شرایط خاص و راه دور قرار گیرد.

یکی از مزایای حفاری RC، ارائه نمونه های عاری از آلودگی است. از آنجایی که برش های نمونه از طریق لوله داخلی عبور می کنند، در معرض سایر نواحی سوراخ قرار نمی گیرند. علاوه بر این، نمونه هایی که مربوط به عمق و مکان خاص هستند، برچسب گذاری می شوند.

در یک مدت زمان مشخص یا یک روز، مساحت بیشتری از منطقه عملیاتی توسط ماشین آلات حفاری RC پوشش داده می شوند. حفاری RC همچنین دارای دکل کوچکی است که نیاز به کارهای خاکی گسترده را از بین می برد.

• کاهش مستقیم هزینه حفاری در محدوده 25٪ تا 40٪.
• تکمیل سریعتر برنامه های حفاری با تحویل سریعتر نتایج.
• کاهش ساعات کار در مته با کاهش قرار گرفتن در معرض حوادث احتمالی.
• کاهش فعالیت پیمانکاران در معدن، بار پشتیبانی معدن را کاهش می دهد.
• کاهش هزینه های غیرمستقیم به دست آمده از یک فرآیند نمونه برداری ساده.
• نسبت به حفاری الماس به آب کمتری نیاز دارد.

حفاری RC همچنین معایبی دارد، از جمله:
• اطلاعات زمین شناسی کمتر از نمونه؛
• سوراخ های حفاری می توانند منحرف شوند (البته استفاده از تثبیت کننده های مارپیچی، سوراخ ها را صاف تر نگه می دارند)؛
• حفاری به روش هسته الماس معمولاً می تواند تا عمق بیشتری حفاری کند. هر چند حفاری به روش RC تا عمق 800 متر هم گزارش شده است.
• و …

حفاری با گردش معکوس برای حفره‌های با قطر بزرگ در سازندهای نسبتاً ناپیوسته که نیاز به سر هیدرواستاتیک دارند، به خوبی کار می‌کند.
حفاری RC یا گردش معکوس یک روش حفاری آزمایش شده و قابل اطمینان در شرایط خاص است. معمولاً از آن در سوراخ هایی با قطر بزرگ استفاده می کنند زیرا تمیز کردن سوراخ سریع تر و راحت تر است. سیال و برش های نمونه از لوله مته به سمت بالا جریان می یابند و به طرف گلویی دستگاه می روند. در سازندهای نرم تر، این امر باعث شستشوی کمتر می شود و نمونه برداری را سریع تر و دقیق تر می کند. آنها همچنین بسیار سریع از لوله مته بالا می آیند.

دو روش کلی برای حفاری RC وجود دارد. روش اول جریان معکوس است، که در آن سیال از طریق یک مجرای جریان به چاه وارد می شود تا آن را پر نگه دارد. این روش به خوبی در سازندهای نسبتاً تثبیت نشده که به مقداری سر هیدرواستاتیک نیاز دارند، عمل می کند. نکته مهم در اینجا این است که آب کافی برای مقابله با هر گونه تلفات به سازند وجود داشته باشد. در شرایط تلفات شدید، گل با ویسکوزیته بالا را می توان برای کمک به تثبیت چاه وارد کرد، اما ممکن است گل و لای زیادی لازم باشد. معمولاً در این مواقع، تا زمانی که بتوانیم مجموعه پوششی کافی برای وارد شدن به سازندهای پایدارتر به دست آوریم، با گردش مستقیم سوراخ می کنیم. روش RC را می توان با یک پمپ گریز از مرکز بزرگ برای حفظ جریان یا بالابر هوا توسعه داد. یک سیستم پمپ گریز از مرکز به یک “سنگ گیر” بین شلنگ اصلی و پمپ نیاز دارد تا جلوی ورود سنگ های بزرگی که ممکن است به پمپ آسیب برسانند را بگیرد.
روش رایج دیگر RC روش معکوس با کمک هوا است. این روش یک خط هوای نسبتاً کوچک را در داخل لوله مته اجرا می کند تا برش های نمونه را بلند کند. این روش در سازندهای سنگ آهکی (و مشابه) که آب تولید می کنند، بسیار خوب عمل می کند.

حفاری با گردش معکوس می تواند یکی از ارزان ترین شکل های حفاری سطحی باشد. برای اطلاعات بیشتر در مورد هزینه واقعی حفاری RC می توانید اطلاعات بیشتری را از طریق تماس با کارشناسان فروش شرکت آرمیکو دریافت نمایید.
به طور کلی، حفاری RC کندتر و پرهزینه تر از روش حفاری هسته هوا یا RAB است اما نفوذ بهتری نسبت به آن دارد. این روش همچنین ارزان تر از روش حفاری هسته الماس است و بنابراین برای اکثر کارهای اکتشاف مواد معدنی ترجیح داده می شود.

حفاری RC از دکل ها و ماشین آلات نسبتا بزرگ استفاده می کند و در این روش عمق تا 500 متر به طور معمول به دست می آید. حفاری RC به طور ایده آل تراشه های سنگ خشک را تولید می کند، زیرا کمپرسورهای هوای بزرگ، سنگ را قبل از مته پیشروی، خشک می کنند.

برای هر سوراخ حفاری تعداد زیادی کیسه نمونه وجود خواهد داشت که هر کدام برای ثبت مکان و عمق حفاری که نمونه به دست آمده مشخص شده است.
مجموعه ای از نمونه برش های موجود در کیسه های جمع آوری شده بعداً برای تجزیه و تحلیل فرستاده می شود تا ترکیب معدنی سوراخ مته تعیین شود. نتایج تجزیه و تحلیل هر کیسه مجزا نشان دهنده ترکیب مواد معدنی در یک نقطه و نمونه خاص در سوراخ مته است. سپس زمین شناسان می توانند تجزیه و تحلیل زمین حفاری شده را انجام داده و در مورد ارزش ذخایر معدنی کلی تصمیم گیری کنند.
حفاری با گردش معکوس (RC) یک راه سریع و مقرون به صرفه برای بازیابی نمونه های معدنی با کیفیت بالا است که برای برنامه ریزی کارآمد عملیات معدن مورد نیاز است.
روش حفاری RC نه تنها از آلودگی نمونه جلوگیری می کند بلکه دستیابی به تعداد زیادی کیسه نمونه را در مدت زمان کوتاهی امکان پذیر می کند. کیسه های نمونه با همان مکان و اطلاعات عمق برچسب گذاری می شوند و می توانند بلافاصله پس از حفاری یا در حین حفاری به آزمایشگاه ارسال شوند.
این روش، تجزیه و تحلیل بیشتر و اطلاعات سریع و قابل اعتمادی در مورد ذخایر معدنی به دست می دهد که به محققان امکان می دهد مناطق حفاری و انفجار مناسب را برای بازیابی سنگ های معدنی و دستیابی به سود بیشتر در صنایع مرتبط مشخص کنند.

حفاری RC یک روش سریع و کارآمد است که با حفظ کیفیت نمونه برداری، پتانسیل کاهش هزینه کلی حفاری را به میزان قابل توجهی دارد. هنگامی که حفاری RC به درستی انجام شود، هم هزینه های کلی حفاری و هم تاثیر آن بر محیط زیست را کاهش می دهد. یک دکل حفاری مجهز به RC می تواند به سرعت به حفاری تولیدی تبدیل شود.

حفاری RC برای کاهش رقت مواد در سنگ شکن استفاده می شود. تکنولوژی حفاری گردش معکوس به این صورت است که سیال حفاری از طریق مته به درون چاه پمپ می شود و داخل ابزار حفاری به زمین باز می گردد. این دارای مزایای بسیاری مانند کاهش نشت سازند، محافظت از تشکیل نفت و گاز، و برش نمونه بسیار شفاف و … است. دستگاه های این روش شامل بالابر هوا، حفاری با گردش معکوس مکش هوا و پمپ و … هستند. حفاری با گردش معکوس بالابر هوا به کمپرسور هوا، مخزن هوا، جعبه هوا، ابزار مته دو جداره، میکسر هوا و بیت حفاری معکوس و غیره نیاز دارد. پس از اتمام کار حفاری، این تجهیزات را می توان به طور کامل حذف کرد و هیچ تاثیری در کار معمولی حفاری ندارد.

همانطور که پیشتر عنوان شد روش حفاری با گردش معکوس (حفاری RC) شامل فشار دادن هوا بین لوله‌های داخلی و خارجی یک لوله مته دو جداره است و برش‌ها از مرکز میله‌های مته به سمت بالا هدایت می‌شوند. حفاری با گردش معکوس عمدتاً برای اکتشاف مواد معدنی توسعه یافته است، جایی که تقریباً تمام برش های حفاری را می توان برای شناسایی و تجزیه و تحلیل جمع آوری کرد، به طور گسترده برای حفاری چاه آب با قطر بزرگ و کاربردهای مهندسی عمران استفاده می شود. RCبه طور گسترده در منطقه حفاری گمانه به ویژه در حفاری چاه آب و حفاری پایه برای سوراخ با قطر بزرگ استفاده می شود.
حفاری RC هم در سازندهای سنگی روباره و هم در سازندهای سنگی نرم و شکسته به خوبی کار می کند، اما قدرت اصلی آن زمانی است که به سنگ مرکب سخت می رسد. به دلیل سادگی فرآیند حفاری ضربه ای و به دلیل پیچیده بودن تجهیزات مورد نیاز، مقرون به صرفه است.

دو نوع حفاری RC وجود دارد:
RC با چکش: که در سنگ های متوسط و سخت استفاده می شود و می تواند تا عمق 800 متر برسد. میله ها معمولاً 4 اینچ و 4 ½ اینچ قطر دارند.
Aircore: برای حفاری اکسید نرم‌تر و زمین رسی تا عمق 100 متری با استفاده از هسته‌های هوا و خلاء استفاده می شود. میله ها معمولاً 3 تا 3 ½ اینچ هستند.

در حالی که هنگام بررسی نوع روش حفاری برای یک برنامه حفاری اکتشافی عوامل متعددی وجود دارد که باید در نظر گرفته شود، در نهایت کیفیت نمونه ها مهم ترین است.
زمین شناسان باید نسبت به دقت و صحت نمونه نسبت به زمان و هزینه مورد نظر اطمینان داشته باشند. وقتی این کار انجام شد، به راحتی می توان فهمید که چرا حفاری RC با پیشرفت های فنی اخیر خود به روش ترجیحی برای حفاری اکتشافی تبدیل شده است.

حفاری با گردش معکوس یا RC یکی از متداول ترین روش های حفاری است که در سراسر جهان مورد استفاده قرار می گیرد، زیرا نسبت به سایر روش های حفاری مقرون به صرفه تر و کارآمدتر است. در مقایسه با حفاری RAB (Rotary Air Blast) و حفاری الماس، به نظر می رسد حفاری RC از نظر هزینه، زمان، کیفیت نمونه ها، تکنیک و عمق، جایی در میانه باشد.
به دلیل پیچیدگی کمتر و نرخ‌های نفوذ سریع‌تر، حفاری RC (گردش معکوس) معمولاً 25 تا 40 درصد ارزان‌تر از حفاری الماس است، اگرچه RC گران‌تر از RAB است.
با این حال، حفاری RAB نمونه دقیق کمتری به دست می دهد و عمدتاً در اکتشاف اولیه در زمین های تحکیم نشده محدود به عمق تقریباً 100 متر استفاده می شود. مواد مصرفی حفاری الماس نیز گران تر هستند، زیرا آنها به صورت سفارشی و متناسب با دکل ساخته می شوند. همچنین کاهش قابل توجهی در هزینه و زمان در فرآیند نمونه برداری RC کلی وجود دارد. حفاری RC همچنین می تواند به عنوان حفاری اولیه و اکتشافی قبل از حفاری الماس استفاده شود.

یکی از عوامل مهم در حفاری RC اندازه لوله مته است. به طور کلی هر چه بزرگتر بهتر. مته RC معمولاً قطعه بزرگی از دستگاه است که به فضای زیادی نیاز دارد. قلمه‌های مته به سطح داخل میله‌های مته منتقل می‌شوند تا به یکدیگر متصل شوند تا یک «رشته مته» ایجاد کنند. مته های متصل به انتهای چکش از فولاد تنگستن ساخته شده اند و معمولاً 13 تا 20 سانتی متر قطر دارند. اینها همچنین دارای گره های فلزی هستند که در انتها به آن متصل شده اند تا امکان برش را از طریق سنگ های به خصوص سخت فراهم کنند.
اکثر حفاری های RC از میله های مته دو لوله ای استفاده می کنند که یک لوله در داخل لوله دیگر قرار دارد. لوله ها در داخل همپوشانی دارند و مسیری را برای سنگ های حفر شده از زمین به سطح فراهم می کنند.
لوله های داخلی را می توان به یکدیگر آب بندی کرد، به این معنی که مته RC می تواند از اعماق بسیار بزرگ، اغلب در حدود 500 متر نمونه برداری کند.
نمونه های تولید شده از حفاری RC براده های خشک سنگ حفاری شده هستند. برای ایجاد نمونه، چکش به عنوان یک پیستون پنوماتیک عمل می کند و مته تنگستن را روی سنگ فشار می دهد تا آن را بشکند. قبل از اینکه مته به سنگ برخورد کند، با استفاده از کمپرسور هوا آن را خشک می‌کنند تا تراشه‌های سنگ در سطح خشک شوند.
آب اغلب در داخل سوراخ برای خنک کردن مته و کاهش گرد و غبار و همچنین کمک به حمل و نقل نمونه ها به سطح استفاده می شود. هوا به سمت پایین میله های مته دمیده می شود تا اختلاف فشار ایجاد شود و به تراشه های نمونه و آب اجازه می دهد از طریق لوله داخلی بالا بروند. سپس نمونه به یک زنگ در سطح زمین می رسد، که نمونه را به یک سیکلون منتقل می کند و در آنجا خشک می شود و در کیسه های مخصوص نمونه جهت ارسال به آزمایشگاه قرار می گیرد.

خطرات ذاتی زیادی در راه اندازی تجهیزات معدنی بزرگ وجود دارد و حفاری RC نیز از این قاعده مستثنی نیست. تجهیزات حفاظت فردی باید همیشه استفاده شود، که شامل محافظ شنوایی، دستکش، عینک، کفش مناسب و ماسک گرد و غبار در صورت لزوم است.

تیم متخصص و مجرب طراحی و تولید دستگاه های حفاری آرمیکو در تولید ماشین آلات حفاری مناسب برای تمام سازندها فعالیت می کند و دستگاه های تولید شده توسط این مجموعه برای انجام عملیات حفاری در مناطق خاص و کارهای اکتشافی از راه دور از کیفیت خوبی برخوردار است. ماشین آلات حفاری آرمیکو همگی دارای گواهینامه های استاندارد هستند.
دستگاه هایی همچون دستگاه حفاری دریل واگن، دستگاه حفاری سبک ارس و دستگاه حفاری راسول از جمله تولیدات باکیفیت و پربازده شرکت آرمیکو هستند. هر یک از این دستگاه ها با قطعات اصل و اورجینال تولید شده و از طول عمر بالایی در خدمات حفاری برخوردارند.

دستگاه حفاری دریل واگن آرمیکو به دو نوع دریل واگن عمود زن و دریل واگن نیلینگ تقسیم می شود. قطر حفاری دریل واگن های بزرگ بین 50 تا 150 میلی متر بوده و برای نوع کوچک نیز قطر حفاری 50 تا 100 میلی متر قابل انتظار می باشد. برند موتور این دستگاه ها Deutz بوده و و قدرت موتور دریل واگن بزرگ و کوچک به ترتیب 48 و 36 اسب بخار در کاتالوگ این محصولات ذکر شده است. کنترل دستگاه های دریل واگن بسته به نوع و کاربرد آن ها به صورت هیدرولیک یا برقی و پنوماتیک یا بادی می باشد.

یکی از گزینه های مناسب برای حفاری در بسترهای سنگ معدنی و ساختمانی، دستگاه حفاری سبک و پرتابل مدل راسول می باشد. در تولید این محصول از روش رنگ کوره ای بهره گیری شده است تا ویژگی مهم مقاومت در برابر خوردگی در این دستگاه تثبیت شود. با استفاده از دستگاه حفاری راسول، می توان چاله یا چاه هایی با قطر 76 الی 90 میلی متر حفر نمود. راسول هیدرولیک برقی، راسول هیدرولیک دیزلی و راسول فول پنوماتیک (بادی) از زیرمجموعه های این مدل از دستگاه حفاری می باشند.

دستگاه حفاری سبک ارس به عنوان یکی از تولیدات کارا و پربازده شرکت آرمیکو در روش حفاری پودری یا چال زنی مورد استفاده قرار می گیرد. مزیت اصلی این دستگاه پس از قدرت و کیفیت حفاری، در سبک بودن و قابلیت حمل و جابه جایی راحت آن در مناطق صعب العبور است. قابل ذکر است که قطر حفاری توسط انواع دستگاه های ارس 100، 200، 300، 400 و 500 در بازه بین 76 الی 90 میلی متر می باشد.
قابل ذکر است که هر یک از این ماشین آلات حفاری مناسب برای طیف خاصی از روش های حفاری بوده و می بایست قبل از تهیه آنها، در حوزه ویژگی های کاربردی و مشخصات ساختاری و تناسب آنها با کاربرد مورد نظر مشاوره های تخصصی لازم با کارشناسان امر در شرکت آرمیکو www.armico.ir صورت پذیرد.