أنواع السفن من جرافات الشفط ذات الرافعات
حفارة الشفط بالونش هي أحد أنواع الحفارات الهيدروليكية، وهي مجهزة بمعدات خاصة للتجريف، مثل مخرطة الثقب والجسر وخط أنابيب الشفط والتفريغ ومضخة الطين وجهاز تحديد الموقع والنقل وما إلى ذلك (انظر الشكل 3-1). تعتمد الحفارة الماصة المجدولة نقطة ثابتة وطريقة تأرجح وخطوة، من خلال مخرطة ومضخة الطين لعمليات التجريف، ويمكنها من خلال خط الأنابيب إكمال عملية التجريف بشكل مستقل، ونقل العملية الكاملة لعمليات التجريف. عادةً ما تستخدم الحفارة الماصة المجدولة الطاقة المركبة أو قطر أنبوب الإنتاج أو التفريغ لتوصيف حجم قدرة بناء السفينة، مع عمق التجريف وعرض التجريف ومسافة الصف وإنتاج الوحدة وحالة البحر التشغيلية وما إلى ذلك كمؤشرات الأداء.
تخطيط الحفارة الشفطية النموذجية للونش
مبدأ عمل الحفارة الماصة للرافعة: بعد وصول السفينة إلى مياه العمل، يتم خفض الكومة الفولاذية الرئيسية، ويتم توصيل الروافع العابرة على السطح أو الجسر بمرساة العبور من خلال كابل المرساة من خلال بكرة العبور و يتم رمي المراسي من خلال قارب التثبيت أو عمود التثبيت، ويتم وضع كراكة الشفط بالونش باستخدام الكومة الفولاذية الرئيسية والمثبتين العابرين، ويتم توصيل أنابيب الشفط والتفريغ الموجودة على السفينة بالأنابيب العائمة فوق مياه التفريغ الأنابيب من خلال الانحناءات الدوارة على مؤخرة السفينة. ثم يتم إنزال الجسر بواسطة ونش رفع الجسر، وبعد دخول الجسر في الماء يتم تفعيل مضخة الطين والونش، ويستمر إنزال الجسر إلى قاع الماء أو وصوله إلى أقصى عمق له، ويعبر الاثنان تقوم الروافع بسحب وتحرير كابلات التثبيت التي تعبر اليسار واليمين، وذلك لجعل الحفارة الماصة المجدولة تتأرجح في قوس دائري حول الأكوام الفولاذية الرئيسية على الجانبين الأيسر والأيمن. يقوم المخرطة بقطع التربة بالاجتياز الأيسر أو الأيمن في الأسفل، وتقوم مضخة الطين بامتصاص التربة المقطوعة بواسطة المخرطة إلى أنبوب الشفط، ثم تنقلها إلى المكان المحدد عبر خط الشفط والتفريغ وأنبوب التفريغ عن طريق الماء قوة. عندما لا يتم الوصول إلى عمق التجريف المطلوب في نهاية أرجوحة واحدة، يستمر خفض الجسر وتتأرجح الحفارة الماصة للرافعة في الاتجاه المعاكس حتى يتم الوصول إلى عمق التجريف المحدد. بعد ذلك تقوم أسطوانة نقل الوبر الفولاذية الرئيسية بدفع الوبر الفولاذي الرئيسي باتجاه الاتجاه الصارم لجعل حفارة الشفط تتحرك للأمام بواسطة موضع قطع واحد (طول الخطوة)، وتكرار عملية التجريف المتأرجح أعلاه. حتى يتم الانتهاء من شوط أسطوانة عربة النقل الفولاذية الرئيسية، ضع كومة الفولاذ المساعدة، ارفع كومة الفولاذ الرئيسية، اسطوانة عربة النقل باتجاه اتجاه القوس لاسترداد عربة الكومة الفولاذية الرئيسية، وعربة الكومة الفولاذية الرئيسية في مكانها بعد الرئيسية يتم وضع الكومة الفولاذية لأسفل، ثم رفع الكومة الفولاذية المساعدة، وتكرار عملية التجريف المتذبذبة أعلاه مرة أخرى (انظر الشكل 3-2). يتم نقل المواد المجرفة بكراكة الشفط بالونش بشكل أساسي هيدروليكيًا عبر خطوط الأنابيب، ولكن بعض كراكات الشفط بالونش تحتوي أيضًا على نظام تحميل البارجة. حتى يتم الوصول إلى عمق التجريف المحدد. بعد ذلك تقوم الأسطوانة المتحركة لدولية الوبر الفولاذية الرئيسية بدفع الركيزة الفولاذية الرئيسية نحو الاتجاه الصارم لجعل الحفارة الماصة المجدولة تتحرك للأمام بواسطة موضع قطع واحد (طول الخطوة)، وتكرر عملية التجريف المتأرجح أعلاه. حتى يتم الانتهاء من شوط أسطوانة عربة النقل الفولاذية الرئيسية، ضع كومة الفولاذ المساعدة، ارفع كومة الفولاذ الرئيسية، اسطوانة عربة النقل باتجاه اتجاه القوس لاسترداد عربة الوبر الفولاذية الرئيسية، وعربة الوبر الفولاذية الرئيسية في مكانها بعد الرئيسية يتم وضع الكومة الفولاذية لأسفل، ورفع الكومة الفولاذية المساعدة، وتكرار عملية التجريف المتأرجحة أعلاه مرة أخرى (انظر الشكل 3-2). يتم نقل المواد المجرفة بكراكات الشفط بالونش بشكل أساسي هيدروليكيًا عبر خطوط الأنابيب، ولكن بعض كراكات الشفط بالونش تحتوي أيضًا على نظام تحميل البارجة.
الشكل 3-2 وضع التجريف المتأرجح العمودي
من بين الكراكات ذات الوظائف المختلفة، فإن عدد كراكات الشفط هو الأكبر. يمكن لجرافة الشفط حفر جميع أنواع التربة تقريبًا، بدءًا من الطين الناعم وحتى الصخور الصلبة، كما أنها قادرة على نقل المواد المحفورة مباشرة إلى موقع معين من خلال خط التفريغ باستخدام الطاقة الهيدروليكية، مع كفاءة تشغيلية عالية، بالإضافة إلى الحفر الدقيق عن طريق تحديد المواقع أكوام الصلب. ونتيجة لذلك، أصبحت الحفارة الماصة للرافعة هي الدعامة الأساسية المطلقة لأعمال التجريف والنفخ بفضل قدرتها على التكيف مع مجموعة واسعة من التربة، والحفر الدقيق وكفاءة البناء العالية.
إن جودة تربة الحفر لها تأثير كبير على تصميم الحفارة الماصة، من ناحية، يجب أن يعتمد تحديد قوة مخرطة الثقب على جودة تربة الحفر؛ من ناحية أخرى، تولد المخرطة قوة هائلة أثناء الحفر، وينتقل جزء من القوة مرة أخرى إلى الأرض من خلال الجسر والمرساة العابرة، بينما ينتقل الجزء الآخر مرة أخرى إلى الأرض من خلال بدن السفينة والمرسى. أكوام فولاذية، وبالتالي فإن تصميم هيكل السفينة، والأكوام الفولاذية، والجسر، والروافع العابرة، ومرساة العبور ترتبط أيضًا بجودة التربة وقوة مخرطة الثقب. . يتراوح نطاق قوة الونش من 20 إلى 8500 كيلو واط.
عادة ما يكون عمق الحفر للكراكة الشفطية محدودًا، ويمكن أن يصل الحد الأقصى لعمق الحفر للكراكة الشفط الكبيرة إلى 25-45 متر. من ناحية، يتم وضع السفينة بواسطة أكوام فولاذية، وزيادة عمق المياه تزيد بشكل كبير من صعوبة تصميم أكوام الفولاذ لتحديد المواقع؛ من ناحية أخرى، تقوم الحفارة الماصة بالحفر من خلال قطع مخرطة الثقب، كما أن صلابة جسر المخرطة المُثبت لها متطلبات عالية، وكلما كان الماء أعمق، كلما كان ضمان صلابة الجسر أصعب.
يحدد حجم جسيمات التربة ومسافة النقل (مسافة الصف) ضغط مضخة الطين المطلوبة، والتي بدورها تحدد عدد مضخات الطين المطلوبة. من أجل زيادة مسافة النقل، تم تجهيز معظم جرافات الشفط الكبيرة بثلاث مضخات طين، والتي تكون متصلة على التوالي لتلبية متطلبات المسافات الطويلة. مسافة النقل بالإضافة إلى مضخة الطين، ولكن أيضًا مع نقل التربة، في تكوين مضخة الطين في حالة معينة، كلما كان حجم التربة أصغر، انخفض معدل التدفق الحرج، وكلما طالت مسافة النقل؛ على العكس من ذلك، كلما زاد حجم التربة، زاد معدل التدفق الحرج، وكلما اقتربت مسافة النقل.
بما أن الأكوام الفولاذية موضوعة للتجريف في حالة عائمة، فإن حركة السفينة لها تأثير كبير على قوة الأكوام الفولاذية وكفاءة ونش منصة التوجيه. عند العمل في ظل موجة بحرية أو ظروف ارتفاع مفاجئ، حتى لو تم تركيب معوض الموجة على كراكة الشفط بالرافعة، فمن الواضح أن لديها قيودًا أكثر من كراكة الشفط، كما أن ظروف بحر العمل أقل من ظروف الكراكة الماصة .
عادةً ما يتم التعبير عن ناتج التجريف للكراكة الماصة كمنتج لمعدل التدفق والتركيز، والذي يعتمد على قدرة الحفر للمخرطة وقدرة الشفط والنقل لمضخة الطين. تشير قدرة الحفر للمخرطة إلى إنتاجية الركيزة المقطوعة للمخرطة، مع الأخذ في الاعتبار أنه لن تدخل جميع الركيزة المقطوعة إلى منفذ الشفط، ويجب أن تكون قدرة القطع لتصميم المخرطة أعلى من 20% إلى 30% من إنتاجية التجريف. إن قدرة الشفط لمضخة الطين هي معدل تدفق مضخة الطين وتركيز الشفط الذي يمكنها تحقيقه. في عمق التجريف الأكبر، قم فقط بتكوين مضخة طين الجمة أو الحفارة الماصة لمضخة الطين السطحية لتجنب تجويف مضخة الطين ويجب تقليل تركيز التجريف، ولهذا السبب، مع عمق كبير من التجريف، عادة ما يتم تكوين الحفارة الماصة مع مضخات الطين تحت الماء، استخدام مضخات الطين تحت الماء تحت ضغط إيجابي لتحسين تركيز التجريف.
يتكون نظام التجريف الخاص بحفارة الشفط بالونش على النحو التالي:
(1) نظام التجريف، بما في ذلك المخرطة، وعمود المخرطة، وصندوق التروس، والمحرك الكهربائي أو الهيدروليكي والجسر.
(2) نظام الشفط والتفريغ، بما في ذلك منفذ الشفط، وأنبوب الشفط، ومضخة الطين تحت الماء، ومضخة طين الآسن أو الأنبوب الترادفي بين مضخة الطين والمضخة، وأنبوب التفريغ، وصمام التنفس، والكوع الدوار.
(3) نظام تحديد المواقع، بما في ذلك نظام الخوازيق الفولاذية الرئيسية والمساعدة أو نظام تحديد المواقع ثلاثي الكابلات، ونش العبور، وكابل العبور والمرساة، وبكرة التأرجح التوجيهية.
(4) نظام رفع الجسر، بما في ذلك ونش رفع الجسر، وكابل الرفع، ومجموعة بكرة الرفع.
(5) نظام عمود المرساة، بما في ذلك عمود المرساة، ونش المرساة، ونش الاسترداد، والكابلات الفولاذية وما إلى ذلك.
(6) نظام تحميل البارجة، بما في ذلك إطار تحميل البارجة، ونش الربط وما إلى ذلك.
(7) نظام مراقبة التجريف، بما في ذلك مراقبة الونش، ومراقبة مضخة الطين، ومراقبة الونش العابر، ومراقبة رفع الجسر، والأكوام الفولاذية الرئيسية والمساعدة وموضع العربة أو مراقبة نظام تحديد المواقع بثلاثة كابلات، ومراقبة قضيب التثبيت، وملف التجريف وعرض المسار، والتجريف مراقبة العمق، ومعدل التدفق والتركيز، ومراقبة العائد، ومراقبة السحب وتحميل النفط والمياه.
