يتم تثبيت الحفارة القاطعة الماصة (CSD) في قاع البحر بواسطة مسامير وتقطع المواد برأس قطع دوار قبل ضخها عبر خط أنابيب، مما يجعلها الخيار الأفضل للأرض الصلبة أو المضغوطة أو الصخرية وللمشاريع التي تحتاج إلى تفريغ مستمر لخط الأنابيب. إن الحفارة ذات قادوس الشفط الزائد (TSHD) عبارة عن سفينة ذاتية الدفع تقوم بسحب رأس الشفط عبر المواد السائبة أو متوسطة الكثافة أثناء الإبحار، وتخزين الملاط في قادوس على متن السفينة، مما يجعلها الخيار الأقوى للتجريف الكبير لصيانة المياه المفتوحة، وتعميق القناة الرأسمالية، واستصلاح الأراضي حيث تكون التنقل أكثر أهمية من قطع الطاقة. يعتمد الاختيار الصحيح على نوع التربة، وعمق المياه، والمسافة إلى موقع التخلص، وما إذا كان المشروع يحتاج إلى حفر دقيق أو نقل بكميات كبيرة.
يتم إنزال رأس قاطع دوار مزود بأسنان قاطعة صلبة في قاع البحر. يقوم عمود القاطع، الذي يتم تشغيله من خلال محرك الشفط القاطع، بضبط السرعة وعزم الدوران ليتناسب مع صلابة التربة، بدءًا من الطمي الناعم وحتى الصخور المعرضة للعوامل الجوية.
يقوم حامل البطاطا والبطاطس وحامل البطاطا بتثبيت الوعاء بينما يقوم سلك التأرجح والرافعات بتحريك القاطع عبر وجه العمل في قوس متحكم فيه، مما يحافظ على وجه القطع متساويًا وقابلاً للتكرار.
تولد مضخة الطرد المركزي ضغطًا سلبيًا قويًا يسحب المادة المفككة إلى أنبوب الشفط. في العديد من الهياكل، تعمل أداة التوصيل القوسية والمفصل الدوار على إبقاء خط التفريغ متصلاً أثناء تحرك السلم.
يحافظ تحديد المواقع الموجه بواسطة DGPS على دقة مستوى القطع في حدود 10 سنتيمترات تقريبًا، بينما تنظم صمامات البوابة على طول الخط التدفق بحيث يصل الملاط إلى منطقة الاستصلاح أو البارجة دون ارتفاع الضغط.
يقوم TSHD بخفض ذراع السحب من جسرية على جانبي الهيكل. يعمل رأس السحب الموجود في نهاية الذراع، المجهز بأسنان سحب، على فك الجزء السفلي بنفاثات مائية بينما تبحر السفينة ببطء إلى الأمام، بحيث تتم عملية الحفر والنقل في نفس الوقت. تقوم مضخة الطرد المركزي بسحب خليط الماء والرواسب من خلال أنبوب السحب إلى القادوس، ويقوم نظام التحكم التلقائي في السحب بضبط عمق الشفط أثناء الحركة، مع الحفاظ على دقة التجريف على مستوى السنتيمتر حتى في ظروف قاع البحر المتغيرة. بمجرد امتلاء القادوس، تبحر السفينة بشكل مستقل إلى مكان التخلص منها وتفرغ من خلال الأبواب السفلية، أو ترتيب باب التفريغ الذاتي، أو تفريغ المقدمة، ثم تعود لتحميل حمولة أخرى دون الحاجة إلى أسطول دعم.
يمكن أن يصل عمق العمل للكراكة ذات قادوس الشفط الزائد النموذجي إلى حوالي 50 مترًا، وهو أحد الأسباب وراء تفضيل TSHD لمشاريع القنوات الرأسمالية وأعمال الصيانة الساحلية التي لا تستطيع الحفارة الماصة القاطعة الثابتة الوصول إليها اقتصاديًا.
| نقطة المقارنة | الحفارة بالشفط القاطع | الحفارة ذات القادوس الممتص الزائد |
|---|---|---|
| التنقل | ثابت على spuds، يتحرك في قوس التأرجح | ذاتية الدفع بالكامل، تبحر أثناء التجريف |
| أفضل أنواع التربة | الطمي على الأرض الصلبة أو المضغوطة أو الصخرية | الطمي والرمل والتربة متوسطة الكثافة |
| تفريغ المواد | النقل المستمر عبر خطوط الأنابيب | تخزين القادوس، ثم الإبحار إلى موقع التفريغ أو الاستصلاح |
| نوع المشروع النموذجي | الاستصلاح، حفر حوض الميناء، القنوات الأرضية الصلبة | صيانة المياه المفتوحة، وتجريف رأس المال، والتخلص منها لمسافات طويلة |
| نطاق عمق المياه | عموما ضحلة، سلم محدود | يصل إلى حوالي 50 مترًا |
| ملف تعريف تكاليف التشغيل | انخفاض تكلفة الوحدة على المواد الصلبة أو المضغوطة | انخفاض التكلفة لكل متر مكعب على مسافات النقل الطويلة |
يعتمد كلا النوعين من الحفارات على مجموعة من الأجزاء الهيكلية والهيدروليكية عالية التآكل. فيما يلي المكونات الأساسية التي يقوم مورد معدات الكراكات بتخزينها عادةً لصيانة الأسطول وبرامج التجديد.
يتم توفير القطع والصمام والتآكل والمكونات الهيكلية لكل من أساطيل الحفارة ذات القادوس الشفط القاطع والشفط الزائد.
| حالة المشروع | المعدات الموصى بها | السبب |
|---|---|---|
| حوض الميناء صخري أو مضغوط | الحفارة بالشفط القاطع | يتعامل القطع الميكانيكي مع المواد الكثيفة التي لا يمكن للرأس الخلفي فكها بكفاءة |
| صيانة قناة الشحن الساحلية الطويلة | الحفارة ذات القادوس الممتص الزائد | يغطي الدفع الذاتي مسافات طويلة دون تغيير موضع أوعية الدعم |
| ميناء أو نهر محصور مع تفريغ خط الأنابيب متاح | الحفارة بالشفط القاطع | النقل المستمر عبر خطوط الأنابيب avoids repeated hopper sailing trips |
| استصلاح المياه المفتوحة مع موقع التخلص البعيد | الحفارة ذات القادوس الممتص الزائد | يعمل تخزين القادوس بالإضافة إلى النقل المستقل على خفض تكلفة المتر المكعب عبر المسافة |
| تجريف رأس المال في المياه العميقة بعيدًا عن متناول السلم | الحفارة ذات القادوس الممتص الزائد | يصل تكوين ذراع السحب والجسر إلى أعماق لا يمكن أن يصل إليها سلم ثابت |
تعد أسنان القطع، وأسنان السحب، وحلقات التآكل، وأختام أبواب القادوس من العناصر الاستهلاكية التي تشهد أعلى تردد استبدال في كلا النوعين من الكراكات، لذا فإن المهلة الزمنية من الشركة المصنعة لقطع غيار الجرافات غالبًا ما تقرر ما إذا كان الأسطول سيبقى في الموعد المحدد. عادةً ما يتم تشكيل المكونات الهيكلية مثل أنبوب السحب وقطع الذراع وإطارات القنطرية باستخدام آلة الثني الباردة للحفاظ على ثبات سمك الجدار من خلال المقاطع المنحنية، مما يقلل من تركيز الضغط عند اللحامات. عادةً ما يتم التخطيط لأعمال التجديد الأكبر حجمًا، بما في ذلك استبدال عمود القاطع أو تركيب منصة التثبيت الخلفية للوصول إلى المضخة وعلبة التروس، أثناء عملية الإرساء الجاف المجدولة بدلاً من الإصلاح الطارئ، نظرًا لأن كراكات الشفط القاطع وقادوس الشفط الزائد تفقد معظم أيام التشغيل بسبب فشل جزء التآكل غير المخطط له بدلاً من تعطل المعدات الرئيسية.
إن الاختيار بين الحفارة ذات القادوس الشفط القاطع والحفارة ذات القادوس الماص الخلفي يعود إلى ثلاثة أسئلة: ما مدى صعوبة المادة، وإلى أي مدى تحتاج إلى السفر، ومقدار الحركة المستقلة التي يتطلبها المشروع. تفضل الأعمال المحصورة على الأرض الصلبة استخدام الحفارة ذات الشفط القاطع المتصلة بخط أنابيب التفريغ، في حين تفضل الأعمال في المياه المفتوحة أو لمسافات طويلة أو في المياه العميقة دورة القادوس ذاتية الدفع لقادوس الشفط الزائد. إن مطابقة الماكينة مع هذه الظروف، والحفاظ على أجزاء التآكل مثل أسنان القطع، وأسنان السحب، وصمامات البوابة، والمفاصل الكروية وفقًا لجدول الاستبدال المخطط له، هو ما يحافظ على إنتاجية أي نوع من المعدات خلال موسم التجريف الكامل.
أنواع رؤوس سحب الحفارة ذات القادوس الممتص الزائد: التنظيف، والقطع، والقطع النشط
ما هو رأس السحب نعرات؟ مبادئ العمل وأنواعه ودليل الاختيار
دليل قطع غيار الحفارة: رأس القطع، رأس السحب، الوصلة الكروية
كيفية اختيار وصلة كرة التجريف المناسبة للبيئات عالية التآكل؟
ما هو رأس القاطع نعرات؟
ما الذي يفصل بين الحفارة ذات القادوس الماص والقاطع؟