انواع مته حفاری

برای حفاری کردن زمین باید از تجهیزات مجهز و مقاوم استفاده کرد بنابراین به انواع مختلف مته حفاری نیاز داریم. عملیات حفاری صرفاً شامل چرخاندن مته و تغذیه آن به دستگاه در حال حفاری است. این فرآیند ساده و نسبتاً دقیق می باشد و مته به راحتی در سرعت برش دادن کنترل می شود. در این مقاله مخاطبانمان را با انواع مته حفاری آشنا خواهیم کرد.

حفاری چیست؟

این فرآیندی است که در آن از مته برای بریدن سوراخی با مقطع دایره ای در یک ماده جامد مانند سنگ استفاده می شود. حفاری به وسیله یک دستگاه حفاری تک منظوره برای تولید چال است و بهترین روش برای حفاری در ساختمان سازی، معادن، پالایشگاه های نفت ، پتروشیمی گاز و دیگر موارد می باشد. مته ابزار برش به شکل دوارانی است که میله ای استوانه ای با میله های مارپیچ و لبه های برش شعاعی در انتهای آن وجود دارد. احتمالاً یکی از گسترده ترین فرآیندهای ماشین های کاری است.

مته حفاری

مته را می توان به عنوان یک ابزار برش انتهایی چرخشی تعریف کرد که دارای یک یا چند لبه برش و دارای یک یا چند فلوت مارپیچ برای عبور تراشه ها و ورود مایع برش است.

مته ها معمولاً در فلزکاری، ساخت و ساز، چوب کاری و غیره استفاده می شوند. مته های فولادی با سرعت بالا بیشترین استفاده را در مته دارند.

قطعات اصلی دستگاه حفاری:

دستگاه حفاری یک هدف واحد برای تولید چال است. عنصر اصلی دستگاه حفاری سنگ  از بخش های زیر تشکیل شده است:

1. پایه: پایه محکمی است که ستون یا ستون روی آن سوار می شود.
2. ستون: پشتیبانی محکمی را برای میز کار فراهم می کند.
3. میز کار: سطح افقی را با تراز متصل به دوک مته و چرخ دستی فراهم می کند.
4. موتور: موتور به دوک کمک می کند تا قرقره و گیربکس را بچرخاند.
5. چرخ دستی: با مکانیزم قفسه و پینیون تغذیه مته را فراهم می کند.
6. اسپیندل: نگه‌ داشتن و مکان‌ یابی ابزار برش را فراهم می‌کند.

عوامل انتخاب دستگاه حفاری:

برخی از عوامل در نظر گرفته شده در انتخاب دستگاه حفاری به شرح زیر است:

    _ مواد در حال حفاری در دستگاه حفاری.

    _ اندازه یک سوراخ.

    _ سرعت و خوراک مورد نیاز در حین کار بر روی دستگاه حفاری.

    _ نیاز به مایع خنک کننده در حین کار

    _ ظرفیت دستگاه حفاری

    _ کیفیت یک چال

     _ روش نگهداشتن و بستن قطعه کار روی میز کار

    _ جهت گیری مته

انواع مته حفاری

• مته های کاج دار
• مته های تیغه ثابت

مته های کاج دار:

این نوع مته ها معمولا سه قطعه مخروطی شکل همراه با دندانه ها یا تیغه دارند. با چرخش مته، مخروط ها و تیغه ها نیز می چرخند تا حفاری انجام شود. دو نوع اساسی از مته های کاج دار در دسترس هستند، یکی دندانه های فولادی و دیگری دکمه های کاربید تنگستنی می باشد.

مته دندانه فولادی:

در یک مته دندانه فولادی که مته دنده ای نیز نامیده می شود، تولید کننده دندانه هایی را روی فولاد ایجاد می کند که مخروط را تشکیل می دهند. مته های دندانه فولادی ارزان ترین مته ها هستند و در صورتی که استفاده شوند می توانند ساعت ها حفاری کنند. تولید کنندگان مته های دندانه فولادی را برای حفاری در سازنده های نرم، متوسط و سخت طراحی کرده اند.

مته های کاربید تنگستنی:

در این نوع مته های کاربید تنگستنی تولید کننده دکمه ها یا دندانه های خیلی سخت را برای حفاری تعبیه می کند. کاربید تنگستن یک فلز بسیار سخت است. این  نوع مته ها از مته های دندانه فولادی گرانتر هستند، به این دلیل که کاربید تنگستن در مقابل فرسایش از فولاد قوی تر و عمر بیشتری دارد.

به طور کلی مته های کاربید تنگستنی مکان های متوسط تا خیلی سخت و نرم را  حفاری می کنند. مته های سازنده های نرم معمولا با یک وزن متوسط و سرعت چرخش زیاد بهترین کارایی را دارند، در مقابل سازنده های سخت با وزن زیاد و سرعت چرخش متوسط بهترین عملکرد را دارند.

مته های تیغه ثابت:

مته های سرثابت نیز تیغه دارند و تولید کنندگان آنرا در سر مته جاسازی می کنند. وقتی مته می چرخد سر آن نیز حرکت می کند. این نوع مته ها مانند مخروط های مته کاج دار اجزای متحرکی ندارند. اندازه هر دو نوع مته کاج دار و ثابت یکسان است.

سه نوع مته تیغه ثابت وجود دارد:

• مته های الماس پلی کریستال یا PDC
• مته های الماسی
• مته های مغزه گیر

مته های الماس پلی کریستال یاPDC

این مته ها تیغه هایی دارند که از الماس مصنوعی و کاربید تنگستن ساخته شده اند. هر تیغه الماسی یا کاربید تنگستن یک کامپکت نامیده می شود. تولید کنندگان کامپکت ها را در سر مته جایگذاری می کنند، با چرخش مته روی سنگ کامپکت آن را برش می دهد. مته های PDC بسیار گران قیمت هستند. با این حال اگر درست استفاده شوند، سازنده های نرم، متوسط و سخت را برای چندین ساعت و بدون وقفه حفاری کنند.

یک لایه کامپکت PDC بسیار قوی و مقاوم در برابر فرسایش است. تولید کنندگان کریستال های الماسی را به کاربید تنگستن متصل می کنند که تحت دما و فشار بالا انجام می شود، همچنین خواص ضد فرسایش تیغه ها را تقویت می کند.

مته های الماسی

تولید کنندگان مته های الماسی را از الماس صنعتی می سازند. الماس ها تیغه های مته هستند که از سخت ترین ترکیبات است. یک مته الماسی سنگ را طی حفاری از راه های فشاردادن، برش دادن و خرد کردن می شکنند. الماس مانند سمباده عمل می کند و سنگ را فرسایش می دهد. تولید کنندگان الماس ها را در زمینه فلزی سر مته را تشکیل می دهد جاسازی می کنند. مته های الماس گران هستند اما اگر به درستی استفاده شوند، می توانند برای ساعات خیلی زیادی به طور مستمر حفاری کنند.

مته های مغزه گیر

این نوع مته ها زمانی استفاده می شوند که زمین شناس نیاز به نمونه ای از سازنده حفاری شده داشته باشد. مته مغزه گیر معمولا یک مته الماسی یا PDC سر ثابت است و یک حفره در وسط آن وجود دارد، این دهانه امکان جدا کردن مغزه را فراهم می کند. الماس ها یا PCD  ها دهانه و کناره های مته را خط کشی می کنند و در یک محفظه قرار می دهند و آن را در پایین رشته حفاری می رانند تا مغزه های بدست آمده توسط مته مغزه گیری را جمع آوری کند. مغزه ها به زمین شناسان اجازه می دهند تا نمونه واقعی سنگ مخزن را ببینند، از این طریق می توانند تشخیص دهند که چاه تولیدی است یا خیر.

دستگاه های هیدرولیک و پنوماتیک راسول

• دستگاه های هیدرولیک و پنوماتیک راسول که سایز نسبتا کوچک، سبک از نمونه دستگاه های حفاری معدن هستند که در پروژه های حفاری در معادن سنگ های ساختمانی کاربرد دارند.

دستگاه راسول حفاری مقاومت بالایی در برابر خوردگی دارد، قابلیت تعویض قطعات و اجزایی مانند: هادی مته، آچار راد، واگن و … را داشته، با سایز کوچک و وزن کم به راحتی قابل جابجای هست، همچنین برای چال های افقی و عمودی، نصب روی دیوار در حفاری معدن از خصوصیات دستگاه راسول می باشد.

سخن پایانی

از مطالب گفته شده دریافتیم مته های حفاری در مدل ها و طرح های متنوع با توجه به کاربردی که دارند ساخته می شوند. انواع مته ها و کارایی آنها شرح داده شد و متوجه شدیم هر کدام در چه پروژه ای استفاده می شوند و خریداران راحت تر بتوانند محصول مورد نظرشان را انتخاب کنند.