สิ่งจำเป็นในการก่อสร้าง: ระบุสาเหตุหลักของการกระเด้งของดอกสว่านในการเจาะหิน — วิธีการปรับเสถียรภาพพารามิเตอร์
ในการสำรวจทางธรณีวิทยาและการเจาะ การกระเด้งของหัวเจาะ (มักพบเห็นเป็นการกระโดดหรือกระแทกที่ไม่สม่ำเสมอของหัวเจาะระหว่างการเจาะ) เป็นสภาวะผิดปกติที่พบได้ทั่วไป ซึ่งลดความเร็วในการเจาะ สร้างความเสียหายให้กับเครื่องมือ และลดคุณภาพของหลุมเจาะ เพื่อควบคุมการกระเด้งของหัวเจาะอย่างมีประสิทธิภาพ ขั้นแรกต้องระบุสาเหตุที่ทำให้เกิดการกระเด้ง จากนั้นจึงใช้มาตรการแก้ไขที่ตรงจุด
สาเหตุหลักของการกระเด้งของหัวเจาะ การกระเด้งของหัวเจาะมักไม่ได้มีสาเหตุเดียว แต่โดยปกติแล้วมักเกิดจากการปฏิสัมพันธ์ระหว่างสภาพทางธรณีวิทยา พารามิเตอร์การเจาะ และสภาพของอุปกรณ์:
ปัจจัยทางธรณีวิทยา
ลักษณะของชั้นหินเป็นปัจจัยหลัก ชั้นหินที่แข็งมาก (เช่น หินกรวด หินแกรนิต และหินผลึกอื่นๆ) จะสร้างแรงต้านทานสูงต่อดอกสว่าน ทำให้การตัดไม่ราบรื่นและทำให้ดอกสว่านกระเด้งกลับ ชั้นหินที่สลับกันระหว่างอ่อนและแข็งจะทำให้แรงต้านทานเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว การสลับไปมาระหว่างสภาวะแรงกดต่ำและสูงบนดอกสว่านบ่อยครั้งจะนำไปสู่การกระเด้งกลับโดยตรงพารามิเตอร์การเจาะที่ไม่เหมาะสม
พารามิเตอร์ที่มนุษย์ตั้งค่าเป็นสาเหตุทั่วไปของการเด้งกลับ:
• น้ำหนักที่กดลงบนดอกสว่านมากเกินไป (ดับเบิลยูโอบี): แม้ว่า ดับเบิลยูโอบี จะเป็นแรงตัด แต่การเกินขีดจำกัดทางกลของดอกสว่านหรือชุดสว่านจะทำให้เกิดการเสียรูปทรงแบบยืดหยุ่นและวัฏจักร "การกระเด้งกลับ" ซ้ำๆ ซึ่งปรากฏให้เห็นเป็นการกระดอน
• ความเร็วรอบสูงเกินไป (รอบต่อนาที): ในชั้นหินแข็ง ความเร็วรอบสูงจะเพิ่มความถี่ในการสัมผัสและขยายแรงกระแทก ทำให้ดอกสว่านตัดได้ไม่สม่ำเสมอและเกิดการกระเด้งปัญหาเกี่ยวกับอุปกรณ์และระบบ
สภาพเชิงกลและความเสถียรของอุปกรณ์เจาะมีผลต่อความเรียบของการตัด:
• แท่นขุดเจาะไม่มั่นคง: หากแท่นขุดเจาะติดตั้งไม่แน่นหรือฐานไม่เรียบ แท่นขุดเจาะอาจสั่นสะเทือนระหว่างการขุดเจาะ การสั่นสะเทือนเหล่านั้นจะส่งผ่านไปยังท่อเจาะและทำให้เกิดการกระเด้ง
• ข้อบกพร่องของชุดเจาะ: ก้านเจาะที่งอหรือผิดรูป หรือข้อต่อเกลียวที่หลวม จะทำให้ชุดเจาะเคลื่อนที่ในแนวด้านข้างหรือบิดตัวอย่างไม่สม่ำเสมอ และทำให้หัวเจาะรับน้ำหนักไม่สมดุล ส่งผลให้เกิดการกระเด้ง
มาตรการรับมือภาคสนามสำหรับปัญหาหัวเจาะกระดอน วิธีแก้ปัญหาที่ตรงประเด็นและมีประสิทธิภาพที่สุดในพื้นที่คือการปรับพารามิเตอร์การเจาะเพื่อให้หัวเจาะกลับมาตัดได้อย่างมั่นคง ให้ใช้มาตรการที่ตรงเป้าหมายเหล่านี้:
ลดภาระงานให้เหมาะสม
ลดแรงกดบนดอกสว่าน (ดับเบิลยูโอบี) ลงเรื่อยๆ ตามความแข็งของชั้นหินและชนิดของดอกสว่าน (ตัวอย่างเช่น ดอกสว่านเพชร/เคลือบเพชรโดยทั่วไปจะมีแรงกดบนดอกสว่านต่ำกว่าดอกสว่านคาร์ไบด์/แบบธรรมดาบางชนิด) ใช้เกณฑ์ “ดอกสว่านตัดลงไปในชั้นหินได้อย่างสม่ำเสมอโดยไม่มีการกระเด้งที่สังเกตได้” เพื่อหาช่วงการทำงานที่ปลอดภัยและหลีกเลี่ยงการกระเด้งกลับที่เกิดจากการรับน้ำหนักเกินปรับรอบต่อนาทีให้ตรงกับรูปแบบการจัดวาง
ปรับความเร็วรอบให้เหมาะสมกับลักษณะทางธรณีวิทยา: ในชั้นหินอ่อน การเพิ่มความเร็วรอบในระดับปานกลางสามารถเพิ่มประสิทธิภาพการเจาะได้ แต่ในชั้นหินแข็งหรือหินที่มีองค์ประกอบไม่สม่ำเสมอ ควรลดความเร็วรอบลงเพื่อลดความถี่ในการกระแทก วิธีการ "ความเร็วรอบต่ำแต่ป้อนวัสดุอย่างสม่ำเสมอ" มักจะช่วยให้การโหลดหัวเจาะคงที่และลดการกระเด้ง
แนวทางปฏิบัติ: วินิจฉัยและดำเนินการ
ใช้การสังเกตการณ์ในสถานที่จริง (ความแรงของการสั่นสะเทือนของชุดเจาะ การเปลี่ยนแปลงของเสียงเจาะ แรงบิด และการตอบสนองของแรงกดหัวเจาะ) เพื่อหาสาเหตุที่น่าจะเป็นไปได้ จากนั้นจึงปรับพารามิเตอร์หรือตรวจสอบอุปกรณ์ตามความเหมาะสม กุญแจสำคัญในการแก้ไขปัญหาหัวเจาะกระดอนคือการปรับแต่งอย่างตรงจุด—ระบุตัวกระตุ้น ปรับพารามิเตอร์ให้เหมาะสม และการเจาะก็จะกลับมาราบรื่นอีกครั้ง
