แท่งเจาะทางธรณีวิทยาไม่ได้หักเอง แต่หักเพราะการตัดสินใจที่ผิดพลาดก่อนเริ่มเดินเครื่องเจาะ
แท่งเจาะทางธรณีวิทยา ซึ่งเป็นชนิดที่ใช้ในการเจาะแนวนอน การสำรวจทางธรณีเทคนิค และการติดตั้งระบบสาธารณูปโภค ไม่ได้เผชิญกับสภาพการใช้งานที่รุนแรงเหมือนแท่งเจาะหินแบบกระแทก มันไม่ได้ถูกกระแทกด้วยค้อนถึงห้าสิบครั้งต่อวินาที แต่มันหมุนและดึงไปเรื่อยๆ บางครั้งเป็นระยะทางหลายพันเมตร ผ่านดิน หิน และทุกสิ่งทุกอย่างที่อยู่ระหว่างนั้น
เมื่อแท่งสำรวจทางธรณีวิทยาเกิดความเสียหาย มักไม่ใช่เรื่องบังเอิญทางโลหะวิทยา แต่เป็นผลลัพธ์สุดท้ายของการตัดสินใจที่ทำไว้หลายวันหรือหลายสัปดาห์ก่อนหน้านั้น ตั้งแต่การเลือกอุปกรณ์ การประเมินคุณภาพแท่งสำรวจ หรือแผนการขยายรูเจาะ นี่คือจุดเริ่มต้นของความเสียหายเหล่านั้นและวิธีป้องกันก่อนที่แท่งสำรวจจะถูกนำไปใช้ในดิน
เตรียมอุปกรณ์และเครื่องมือให้พร้อมก่อนเริ่มปฏิบัติการ
ความเสียหายของแท่งเจาะที่แพงที่สุดคือความเสียหายที่เกิดจากการใช้เครื่องมือที่ไม่เหมาะสมกับงาน ก่อนที่จะบรรทุกแท่งเจาะแม้แต่แท่งเดียวขึ้นรถบรรทุก ใครสักคนต้องอ่านรายงานทางธรณีเทคนิคอย่างละเอียด ไม่ใช่แค่ดูผ่านๆ แต่ต้องอ่านอย่างละเอียด ลักษณะดินเป็นอย่างไร? ชั้นหินกรวดอยู่ตรงไหน? มีหินฐานหรือไม่ และอยู่ที่ระดับความลึกเท่าใด? ระดับน้ำใต้ดินเป็นอย่างไร?
คำตอบเหล่านี้จะเป็นตัวกำหนดว่าแท่นเจาะ ระบบโคลน และชุดก้านเจาะที่วางแผนไว้นั้นสามารถรับมือกับการเจาะได้จริงหรือไม่ แท่นเจาะที่เหมาะสำหรับการเจาะดินเหนียวอ่อนจะทำให้ก้านเจาะเสียหายหากพยายามเจาะผ่านก้อนหินขนาดใหญ่ที่ไม่คาดคิด ระบบโคลนที่ออกแบบมาสำหรับทรายจะไม่สามารถรักษารูเจาะให้เปิดอยู่ในกรวดได้ ก้านเจาะจะได้รับความเสียหายทุกครั้งที่อุปกรณ์ไม่เหมาะสมกับสภาพพื้นดิน
ต้องตรวจสอบรายละเอียดโครงการและรายการอุปกรณ์ที่ผู้รับเหมาเสนอมาเทียบกับข้อมูลทางธรณีเทคนิคก่อนเริ่มงาน หากพบว่าไม่ตรงกัน ให้แก้ไขแผนการจัดหาอุปกรณ์ อย่าหวังว่าสภาพพื้นดินจะดีกว่าที่รายงานระบุไว้
เลือกคันเบ็ดตามหมายเลข ไม่ใช่ตามแคตตาล็อก
การเลือกใช้ก้านเจาะสำหรับงานทางธรณีวิทยาใช้หลักการที่แตกต่างจากการเลือกใช้ก้านเจาะสำหรับงานเจาะหิน แรงที่กระทำหลักคือแรงบิดและแรงดึงกลับ ไม่ใช่แรงกระแทก ก้านเจาะที่ใช้ได้ผลดีในงานที่แล้ว อาจไม่เหมาะสมกับงานนี้เลยก็ได้
กฎความสามารถในการรับแรงบิด:แรงบิดสูงสุดที่กำหนดไว้ของก้านเจาะควรมีอย่างน้อยสองเท่าของแรงบิดสูงสุดของแท่นเจาะ นี่ไม่ใช่ปัจจัยด้านความปลอดภัยสำหรับก้านเจาะ แต่เป็นปัจจัยด้านความปลอดภัยสำหรับเหตุการณ์ที่ไม่คาดฝัน สิ่งกีดขวางใต้ดิน โค้งรัศมีแคบ และการยุบตัวของหลุมเจาะ ล้วนก่อให้เกิดแรงบิดที่พุ่งสูงขึ้นเกินกว่าภาระการเจาะในสภาวะคงที่ ก้านเจาะที่ทำงานที่ 90% ของแรงบิดที่กำหนดไว้ในสภาวะปกติ จะไม่มีระยะเผื่อสำหรับแรงบิดที่พุ่งสูงขึ้นเลย
มาตรฐานการจัดเกรดคันเบ็ด:แท่งเหล็กทุกแท่งที่นำไปใช้งานจะต้องได้รับการประเมินตามมาตรฐาน SY/T 5824 หรือเทียบเท่า โดยจะต้องวัด ตรวจสอบ และจำแนกตามสภาพการสึกหรอและประวัติการใช้งาน แท่งเหล็กที่ไม่ได้รับการประเมินในชุดแท่งเหล็กถือเป็นสิ่งที่ไม่ทราบค่า และสิ่งที่ไม่ทราบค่าย่อมล้มเหลว
บันทึกการจัดการ:ต้องบันทึกข้อมูลของแท่งเหล็กทุกแท่ง บันทึกระยะทางที่เจาะ แรงดึงกลับที่เกิดขึ้น ผลการตรวจสอบ การเปลี่ยนแปลงของเกรดเหล็กเมื่อเวลาผ่านไป แท่งเหล็กที่ผ่านการเจาะมาแล้วห้าครั้งด้วยแรงดึงกลับสูงสุด จะไม่เหมือนกับแท่งเหล็กที่ใช้ในงานแรก หากไม่มีบันทึก คุณก็แค่คาดเดา
การวิเคราะห์ความเครียด:สำหรับงานเจาะที่สำคัญ เช่น การเจาะที่มีความยาวมาก เส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่ หรือสภาพทางธรณีวิทยาที่ซับซ้อน การวิเคราะห์ด้วยวิธีไฟไนต์เอเลเมนต์ (เอฟอีเอ) ของแท่งเจาะภายใต้แรงที่คาดการณ์ไว้ จะช่วยระบุจุดอ่อนก่อนเริ่มการเจาะ บริเวณรอยต่อด้านหลังหัวขยายมักจะเป็นบริเวณที่มีความเค้นสูงสุด เอฟอีเอ จะแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าความเค้นกระจุกตัวอยู่ที่ใด และแท่งเจาะสามารถรับแรงนั้นได้หรือไม่
แท่งเชื่อมต่อผนังหนา:วางแท่งเจาะผนังหนา 2-3 แท่งไว้ด้านหลังรีมเมอร์ทันที แท่งเหล่านี้จะทำหน้าที่เชื่อมต่อช่วงขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางระหว่างรีมเมอร์กับชุดแท่งเจาะมาตรฐาน รีมเมอร์สร้างแรงบิดสูงสุดและการรับน้ำหนักที่ไม่แน่นอนมากที่สุดในชุดแท่งเจาะทั้งหมด แท่งเชื่อมต่อเหล่านี้จะช่วยดูดซับแรงกระแทกและปกป้องแท่งเจาะมาตรฐานที่อยู่ด้านหลัง
อย่าถอดรูนำร่องออก ให้รูนำร่องอยู่ในตำแหน่งเดิม
การเบี่ยงเบนของรูนำร่องเป็นสาเหตุหลักของความเสียหายของแท่งโลหะจำนวนมากอย่างไม่น่าเชื่อ รูที่เบี่ยงเบนออกจากเส้นทางที่ออกแบบไว้จะสร้างส่วนโค้งที่มีรัศมีแคบ ซึ่งแท่งโลหะไม่ได้ถูกออกแบบมาให้โค้งตามนั้น ความเค้นดัดงอที่เกิดขึ้นกับแท่งโลหะขณะหมุนผ่านส่วนโค้งที่มีรัศมีแคบกว่าที่ออกแบบไว้ จะทำให้เกิดการสะสมของรอบความล้าในอัตราที่เร่งขึ้น
กฎคือ: การเบี่ยงเบนของรูนำร่องจากเส้นโค้งที่ออกแบบไว้ต้องไม่เกิน 1% ของความยาวช่วง รูเจาะยาว 300 เมตร ควรอยู่ภายในระยะ 3 เมตรจากเส้นทางที่วางแผนไว้ หากรูนำร่องเบี่ยงเบนเกินกว่านั้น อย่ารับมันไว้และหวังว่าการขยายรูจะทำให้มันตรงขึ้น แก้ไขรูนำร่องหรือยอมรับว่าแท่งเหล็กจะได้รับความเสียหาย
การตรวจสอบรูนำร่องควรทำอย่างเป็นทางการ — ตรวจสอบ บันทึก และลงนามรับรองโดยวิศวกรหรือเจ้าของก่อนเริ่มการขยายรู การใช้รีมเมอร์กับรูนำร่องที่ไม่ดีก็เหมือนกับการทำลายก้านลูกสูบด้วยหัวตัดที่ใหญ่ขึ้นเท่านั้นเอง
อ่านทีละขั้นตอน ไม่ใช่อ่านรวดเดียวจบ
เมื่อเส้นผ่านศูนย์กลางรูเจาะสุดท้ายมีขนาดใหญ่ — มากกว่า 400 มิลลิเมตร — คุณจะไม่สามารถเจาะจากเส้นผ่านศูนย์กลางนำร่องไปจนถึงเส้นผ่านศูนย์กลางสุดท้ายได้ในครั้งเดียว เพราะจะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างก้าวกระโดดในเรื่องภาระการตัด แรงบิดที่ต้องการ และปริมาณเศษวัสดุ แท่งเจาะที่อยู่ด้านหน้าสุดของชุดจะรับภาระเกินกว่าขีดจำกัดที่ออกแบบไว้มาก
วิธีการทางวิทยาศาสตร์: ค่อยๆ เพิ่มขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางทีละน้อย ลำดับการทำงานทั่วไปเริ่มต้นด้วยดอกรีมเมอร์ขนาด 200-240 มม. จากนั้นค่อยๆ เพิ่มขนาดขึ้นประมาณ 200 มม. ต่อครั้ง จนถึงขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางสุดท้าย การทำงานแต่ละครั้งจะกำจัดวัสดุในปริมาณที่จัดการได้ การทำงานแต่ละครั้งจะช่วยให้ระบบหล่อลื่นกำจัดเศษวัสดุออกก่อนที่ดอกรีมเมอร์ขนาดใหญ่กว่าจะทำงานต่อไป การทำงานแต่ละครั้งจะช่วยให้แท่งเหล็กทำงานอยู่ในช่วงรับน้ำหนักที่กำหนดไว้
แผนการเพิ่มขั้นตอนควรคำนึงถึงกำลังการดึงกลับของแท่นขุดเจาะ อัตราการไหลและประสิทธิภาพการจัดการของแข็งของระบบโคลน แรงบิดและขีดจำกัดแรงดึงของก้านเจาะ และการตอบสนองของชั้นหินต่อการขยายรูเจาะ การข้ามขั้นตอนเพื่อประหยัดเวลา จะทำให้ก้านเจาะเสียหายและส่งผลเสียต่อเวลาที่ใช้ไป
สังเกตมาตรวัดระหว่างการคว้านรู
ในระหว่างการขยายรูเจาะ มีค่าสองค่าที่สำคัญที่สุดคือ แรงบิดและแรงดึงกลับ ทั้งสองค่าควรได้รับการตรวจสอบอย่างต่อเนื่องและเปรียบเทียบกับช่วงที่คาดการณ์ไว้สำหรับชั้นหินและขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของดอกขยายรูเจาะ
แรงบิดที่พุ่งสูงขึ้นอย่างกะทันหันหมายความว่ามีบางอย่างเปลี่ยนแปลงไป เช่น หัวเจาะไปชนกับชั้นหินแข็ง เศษหินอุดตัน หรือรูเจาะยุบตัวลง ส่วนแรงบิดที่ดึงกลับพุ่งสูงขึ้นอย่างกะทันหันพร้อมกับแรงบิดปกติ หมายความว่าสายเจาะลากไปกับพื้น อาจเป็นเพราะรูเจาะยุบตัวหรือมีเศษหินสะสมมากเกินไป
เมื่อใดก็ตามที่ค่าพารามิเตอร์ใดค่าหนึ่งเบี่ยงเบนจากช่วงที่คาดไว้ ให้หยุดการขยายรูเจาะ ดึงกลับเล็กน้อยเพื่อสร้างช่องว่างตรงกลาง เปิดระบบหมุนเวียนน้ำแรงดันสูงเพื่อล้างรูเจาะ เริ่มการขยายรูเจาะอีกครั้งก็ต่อเมื่อค่าพารามิเตอร์กลับสู่ภาวะปกติเท่านั้น การตัดแท่งเจาะออกเป็นสองชิ้นที่สั้นลงและใช้งานได้น้อยลงเรียกว่าการใช้กำลังไฟฟ้าผ่านแท่งเจาะ
ภาพรวมใหญ่
แท่งเจาะทางธรณีวิทยาเสียหายเนื่องจากการตัดสินใจที่เกิดขึ้นบนพื้นดิน ไม่ใช่สภาพที่พบเจอใต้ดิน การเลือกอุปกรณ์ที่ไม่ถูกต้อง แท่งเจาะที่ไม่ได้มาตรฐานในชุดเจาะ การเจาะนำร่องที่ยอมรับแล้วแต่เบี่ยงเบนไปไกลเกินไป แผนการขยายรูที่พยายามข้ามขั้นตอน การละเลยพารามิเตอร์จนกระทั่งแท่งเจาะหัก
ปัญหาทั้งหมดนี้สามารถป้องกันได้ด้วยวินัยทางวิศวกรรมที่นำมาใช้ก่อนและระหว่างการเจาะ ไม่ใช่หลังจากที่แท่งโลหะแตกเป็นชิ้นๆ แล้ว
