دکل حفاری هیدرولیک سنگ: "الزامات سخت" برای ابزارهای حفاری سنگ
در پروژه‌های معدنی و زیرساخت‌های بزرگ، دکل‌های حفاری هیدرولیکی به دلیل ظرفیت بالای حفاری، تجهیزات اصلی هستند. عملکرد ابزارهای حفاری منطبق با نتایج کلی عملیاتی ارتباط نزدیکی دارد. با بودجه‌های محدود پروژه، بهبود عملکرد ابزارهای حفاری برای افزایش بهره‌وری کلی و کاهش هزینه‌های حفاری سنگ به ازای هر متر مکعب، راهی کلیدی برای کنترل هزینه‌ها و حفظ حاشیه سود است. دستیابی به این هدف، سه الزام اصلی را برای ابزارهای حفاری ایجاد می‌کند: کیفیت و پایداری عالی، نرخ حفاری بهینه و حداقل انحراف گمانه.
کیفیت ابزار: پایه و اساس کنترل زمان توقف و تضمین عملکرد مداوم هزینه‌های ساعت کار بخش عمده‌ای از هزینه‌های عملیاتی دکل‌های هیدرولیک است. نرخ نیروی کار معمولاً بالاست و استهلاک تجهیزات، هزینه‌های سیستم و جبران خسارت نیروی کار در طول ساعات کاری تخصیص می‌یابد، بنابراین ضررهای ناشی از زمان غیر مولد مستقیماً هزینه‌های پروژه را افزایش می‌دهد. به عنوان مثال، در بازار سوئد، میانگین هزینه ساعتی یک دکل حفاری سنگ هیدرولیک در حال حاضر 380 تا 450 دلار در ساعت است. بنابراین توقف‌های مکرر ناشی از مشکلات ابزار، ضررهای اقتصادی قابل توجهی را به همراه دارد.
استانداردهای بین‌المللی بهره‌وری برای دکل‌های هیدرولیکی اهداف روشنی را تعیین می‌کنند: تحت عملیات تک شیفت، یک بوم معمولاً حدود ۵۰،۰۰۰ متر چال در سال حفر می‌کند. رسیدن به این سطح بستگی به ابزارهای حفاری با عمر مفید پایدار دارد - معمولاً حداقل عمر ساقه ۳۰۰۰ متر مورد نیاز است - تا تعداد دفعات جداسازی قطعات و تعویض ساقه کاهش یابد و از خرابی‌های غیرضروری جلوگیری شود.
علاوه بر این، نقص در میله‌ها یا مته‌های حفاری می‌تواند اثرات زنجیره‌ای جدی‌تری را ایجاد کند. یک میله حفاری شکسته نه تنها منجر به از دست رفتن مته می‌شود، بلکه می‌تواند یک سوراخ از قبل حفر شده را غیرقابل استفاده کند. اگرچه دکل‌های هیدرولیکی بسیار خودکار هستند و شدت کار روتین را کاهش می‌دهند، اما زمان و تلاش لازم برای جداسازی تجهیزات برای تعویض یک میله، بازیابی یک میله شکسته یا سنگ‌زنی مجدد مته، ساعت‌های ارزشمند را هدر می‌دهد و حجم کار اپراتورها را به میزان قابل توجهی افزایش می‌دهد. بنابراین، صاحبان پروژه معمولاً کیفیت محصول را بر قیمت اولویت می‌دهند و آن را به عنوان پیش‌نیاز اصلی برای حفظ عملکرد مداوم و کنترل هزینه‌ها می‌دانند.
نرخ حفاری: کلید کاهش هزینه‌های ثابت و بهبود بازده عملیاتی گذشته از هزینه‌های نیروی کار و خرید ابزار، سایر هزینه‌های ساعتی برای بهره‌برداری از دکل - استهلاک تجهیزات، اجاره محل، سربار مدیریتی و غیره - هزینه‌های ثابت هستند و صرف نظر از راندمان حفاری، در طول زمان تخصیص می‌یابند. از آنجایی که هزینه‌های ابزار حفاری سهم نسبتاً کمی از کل هزینه عملیات را تشکیل می‌دهند، بهبود نرخ حفاری مستقیم‌ترین راه برای کاهش هزینه ساخت واحد است.
نرخ حفاری بالاتر به معنای تکمیل تعداد بیشتری سوراخ در همان زمان است که به طور مؤثر هزینه‌های ثابت در هر واحد کار را کاهش می‌دهد. به عنوان مثال، افزایش 20 درصدی نرخ حفاری، تخصیص هزینه ثابت به ازای هر واحد خروجی را تقریباً 20 درصد کاهش می‌دهد و مستقیماً هزینه هر متر مکعب سنگ را پایین می‌آورد. بنابراین، صاحبان پروژه به راندمان حفاری انواع مختلف ابزار توجه زیادی دارند و به طور فعال ارتقاء فنی را دنبال می‌کنند که نرخ نفوذ را به عنوان یک اقدام کلیدی برای بهینه‌سازی مقرون به صرفه بودن افزایش می‌دهد.
انحراف گمانه: برای اثربخشی انفجار و جلوگیری از هدر رفتن منابع ضروری است. در حفاری و انفجار چال‌های انفجاری با عمق متوسط تا زیاد، مستقیم بودن گمانه مستقیماً بر کیفیت انفجار و بازده استخراج تأثیر می‌گذارد. چال‌های منحرف شده دو مشکل اصلی ایجاد می‌کنند: موقعیت واقعی چال می‌تواند از طراحی منحرف شود و باعث کاهش بار انفجاری شود؛ و فاصله چال‌ها می‌تواند کاهش یابد و از پوشش انفجاری مورد نظر جلوگیری کند. هر دو مسئله حجم سنگ استخراج شده، منابع هدر رفته و برنامه‌های تأخیر را کاهش می‌دهند، بنابراین محدودیت‌های دقیقی برای انحراف مجاز تعیین می‌شود.
علل انحراف گمانه شامل خطاهای ورودی حفاری، عدم هم‌ترازی در طرح سوراخ و خطاهای صافی ناشی از خود ابزارهای حفاری است. با پذیرش گسترده دکل‌های کاملاً هیدرولیکی و دکل‌های هیدرولیکی کنترل‌شده توسط کامپیوتر، دو منبع خطای اول را می‌توان تا حد زیادی با کنترل دقیق تجهیزات حذف کرد و مشکلات ساختاری ابزار را به عنوان علت اصلی انحراف باقی‌مانده تبدیل کرد. با افزایش عمق حفاری، هرگونه نقص صافی در ابزار تقویت شده و انحراف بدتر می‌شود - در موارد شدید، می‌توان یک سوراخ را به طور کامل از بین برد.
پاسخ مؤثر صنعت، پذیرش ابزارهای حفاری هدایت‌شده است. این ابزارها برای اصلاح جهت حفاری در حین کار طراحی شده‌اند، که به طور قابل توجهی انحراف ناشی از خود ابزار را کاهش یا از بین می‌برد و در نتیجه اثربخشی انفجار و بازده استخراج بالاتر را تضمین می‌کند.
نتیجه‌گیری به عنوان جزء اصلی و منطبق با دکل‌های حفاری هیدرولیکی، کیفیت ابزار حفاری، نرخ نفوذ و توانایی کنترل انحراف گمانه، به طور مستقیم مقرون به صرفه بودن پروژه، راندمان عملیاتی و کیفیت انفجار را تعیین می‌کنند. تحت محدودیت‌های شدید بودجه، تنها ابزارهایی که این سه الزام اساسی را برآورده می‌کنند، می‌توانند به صاحبان پروژه در کاهش هزینه‌ها و افزایش راندمان کمک کنند و دکل‌های هیدرولیکی را قادر سازند تا به طور کامل از مزایای بهره‌وری بالای خود بهره‌مند شوند.
