دستگاه های حفاری جهت دار صنعت ساخت و ساز زیرزمینی را تغییر می دهند

تصور کنید لوله گذاری، نصب کابل یا حتی استخراج نفت و گاز بدون حفاری گسترده زمین. این یک داستان علمی تخیلی نیست، بلکه واقعیتی است که توسط فناوری حفاری سطحی امکان پذیر شده است. دکل های حفاری سطحی، اسب های کاری پشت صحنه که این شاهکارها را ممکن می سازند، در توسعه زیرساخت های مدرن به طور فزاینده ای مورد توجه قرار می گیرند.

همانطور که از نامش پیداست، یک دکل حفاری سطحی، تجهیزاتی است که عملیات حفاری را از سطح زمین انجام می دهد. این دکل در حالی که ابزارهای حفاری برای تکمیل چاه ها برای اهداف مختلف از جمله چاه های آب، چاه های نفت، خطوط لوله زیرزمینی و موارد دیگر به زیر زمین نفوذ می کنند، ثابت می ماند. این دکل ها به طور گسترده در اکتشاف منابع آب، استخراج نفت و گاز، معدن مواد معدنی، بررسی های زمین شناسی و نصب تاسیسات زیرزمینی استفاده می شوند.

به ویژه در عملیات حفاری جهت دار افقی (HDD)، دکل های سطحی نقش محوری دارند. آنها در درجه اول برای حفاری سوراخ های آزمایشی، تراشیدن و نصب لوله ها یا مجراهای زیرزمینی استفاده می شوند. یک دکل سطحی معمولی شامل یک قاب ساختاری، موتور، سیستم هیدرولیک و سیستم پمپاژ است. برای افزایش تحرک در سایت های مختلف کاری، این دکل ها اغلب بر روی کامیون ها، خزنده ها یا تریلرها نصب می شوند.

دکل های حفاری سطحی به طور کلی بر اساس قابلیت های عملیاتی خود به دو نوع تقسیم می شوند:

• دکل های سبک: برای سوراخ هایی به طول 3000 فوت (914 متر) و قطر 36 اینچ (91 سانتی متر) طراحی شده اند.
• دکل های سنگین: قادر به حفاری تا 10000 فوت (3048 متر) با قطرهای 60 اینچ (152 سانتی متر) هستند.

دکل های حفاری سطحی در درجه اول با استفاده از دو مکانیسم کار می کنند: حفاری چرخشی (برش سنگ از طریق چرخش مته) و حفاری ضربه ای (شکستن سنگ از طریق ضربه). دکل های مدرن اغلب هر دو روش را برای راندمان بهینه ترکیب می کنند.

یک دکل حفاری سطحی استاندارد شامل این سیستم های ضروری است:

• سیستم قدرت: معمولاً دیزلی یا برقی برای هدایت تمام عملیات دکل
• ابزارهای حفاری: شامل لوله ها و مته ها (مانند مته های مخروطی یا PDC) که بر اساس شرایط زمین شناسی انتخاب می شوند
• دکل: از ابزارهای حفاری پشتیبانی می کند و حداکثر عمق حفاری را تعیین می کند
• سیستم چرخش: گشتاور را با سرعت قابل تنظیم به مته منتقل می کند
• سیستم تغذیه: نیروی رو به پایین را برای نفوذ به سازندهای سنگی فراهم می کند
• سیستم گردش خون: سیال حفاری را پمپ می کند تا تجهیزات را خنک کرده و برش ها را حذف کند
• سیستم کنترل: دکل های مدرن دارای حسگرها و نرم افزارهای پیشرفته برای عملکرد خودکار هستند
• سیستم هیدرولیک: عملکردهای مختلف دکل را برای عملکرد قابل اعتماد تامین می کند

دکل های حفاری سطحی عملکردهای حیاتی را در صنایع متعدد انجام می دهند:

• حفاری چاه آب برای مصارف کشاورزی، صنعتی و خانگی
• اکتشاف و تولید نفت و گاز
• ارزیابی و استخراج منابع معدنی
• بررسی های زمین شناسی برای پروژه های ساختمانی
• نصب بدون ترانشه تاسیسات زیرزمینی
• توسعه انرژی زمین گرمایی
• پایش و اصلاح محیط زیست

فناوری HDD مزایای قابل توجهی نسبت به روش های حفاری سنتی ارائه می دهد:

• اختلال سطحی و اثرات زیست محیطی به حداقل رسیده است
• تکمیل سریعتر پروژه با کاهش هزینه ها
• توانایی حرکت در زیر موانعی مانند رودخانه ها یا زیرساخت ها
• انتشار کمتر و آلودگی صوتی
• افزایش ایمنی محل کار با حذف ترانشه های گسترده

صنعت حفاری به سمت موارد زیر در حال تکامل است:

• افزایش اتوماسیون و ادغام هوش مصنوعی
• طراحی های کم مصرف و سازگار با محیط زیست
• پیکربندی های سبک وزن و مدولار
• قابلیت های تجهیزات چند منظوره
• سیستم های عملیات و نظارت از راه دور

به عنوان ابزارهای ضروری برای اکتشاف منابع و توسعه زیرساخت ها، دکل های حفاری سطحی به سمت راه حل های هوشمندانه تر و پایدارتر که چشم انداز ساخت و ساز فردا را شکل می دهند، همچنان در حال پیشرفت هستند.