ท่อเจาะน้ำมันกับแท่งเจาะ DTH: ดูคล้ายกัน แต่ไม่ใช่สิ่งเดียวกันเลย
คนงานใหม่ในทีมขุดเจาะคนหนึ่งหยิบสิ่งที่เขาคิดว่าเป็นแท่งเจาะสำรองจากชั้นวางแล้วลองใช้กับค้อน DTH แท่งเจาะนั้นพอดีกับหัวจับพอสมควร เกลียวก็เกี่ยวกันได้ แต่ก็แค่พอเข้าที่เข้าทาง คอมเพรสเซอร์ทำงาน ค้อนเริ่มทำงาน และภายในเวลาประมาณยี่สิบนาที แท่งเจาะก็บิดตัวเป็นเกลียวที่จุดเชื่อมต่อเกลียวแรก แท่งเจาะนั้นไม่ได้ชำรุด มันเป็นท่อเจาะน้ำมัน ซึ่งออกแบบมาสำหรับการหมุน ไม่ใช่การกระแทก และมันถูกนำไปใช้ในงานที่มันไม่ได้ถูกออกแบบมาให้ทำ
หากคุณทำงานในอุตสาหกรรมเหมืองแร่และน้ำมันและก๊าซ หรือหากคุณอยู่ในฝ่ายจัดซื้อจัดหาเครื่องมือสำหรับไซต์งานหลายแห่ง คุณอาจเคยเห็นท่อเจาะน้ำมันและแท่งเจาะ DTH วางอยู่ในลานเดียวกันและสงสัยว่ามันใช้แทนกันได้หรือไม่ คำตอบคือไม่ใช่ นี่คือ 4 วิธีที่แตกต่างกันอย่างสิ้นเชิงระหว่างสองสิ่งนี้
ความแตกต่างข้อที่หนึ่ง: จุดประสงค์ที่แท้จริงของการใช้งาน
ท่อเจาะน้ำมันมีหน้าที่เพียงอย่างเดียวคือ นำหัวเจาะลงไปถึงก้นบ่อที่อาจลึกหลายพันเมตร สร้างแรงหมุนที่เพียงพอเพื่อให้หัวเจาะหมุน และสูบของเหลวสำหรับการเจาะผ่านตรงกลางเพื่อนำเศษหินและดินขึ้นมา นั่นคือทั้งหมด การออกแบบทั้งหมดของมันเป็นไปตามความเป็นจริงที่ว่ามันทำงานในบ่อลึกที่มีแรงดันสูง ซึ่งศัตรูตัวฉกาจที่สุดคือการกัดกร่อนภายในจากโคลนเจาะ การสึกหรอภายนอกจากการเสียดสีกับท่อกรุ และความล้าจากการรับน้ำหนักซ้ำๆ ของการดึงท่อขึ้นและลง
แท่งเจาะ DTH ทำงานในสภาพแวดล้อมที่แตกต่างออกไปอย่างสิ้นเชิง หน้าที่ของมันคือการวางอยู่ระหว่างหัวเจาะ DTH กับแท่นเจาะ ทำหน้าที่ส่งแรงหมุนและแรงดันป้อนลงไปยังหัวเจาะ ขณะเดียวกันก็ส่งอากาศแรงดันสูงผ่านตรงกลางเพื่อขับเคลื่อนลูกสูบของหัวเจาะและเป่าเศษหินออกจากรู แท่งเจาะ DTH ไม่ได้สร้างแรงกระแทก – หัวเจาะทำหน้าที่นั้น – แต่แท่งเจาะ DTH ต้องทนทานต่อสภาพแวดล้อมที่มีการสั่นสะเทือนสูงและมีฤทธิ์กัดกร่อนอยู่เหนือหัวเจาะ ซึ่งทุกครั้งที่กระแทกจะส่งคลื่นกระแทกขึ้นไปในเหล็ก และเศษหินจะพุ่งผ่านไปด้วยความเร็วเกือบเท่าความเร็วเสียง
ท่อเจาะน้ำมัน: ยาวหลายพันเมตร หมุนได้ มีการหมุนเวียนโคลน แท่งเจาะ DTH: ยาวหลายสิบถึงหลายร้อยเมตร หมุนได้พร้อมแรงสั่นสะเทือน ใช้ลมอัด แตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง
ความแตกต่างข้อที่สอง: ลักษณะที่ปรากฏเมื่อมองใกล้ๆ
ลองหยิบท่อเจาะน้ำมันขึ้นมาดู สิ่งแรกที่คุณจะสังเกตเห็นคือน้ำหนัก มันเป็นท่อเหล็กไร้รอยต่อ โดยทั่วไปมีความหนาของผนัง 9 ถึง 11 มิลลิเมตร มีหน้าตัดเป็นวงกลมเรียบจากปลายด้านหนึ่งไปยังอีกด้านหนึ่ง ปลายทั้งสองด้านเชื่อมต่อด้วยเกลียวตามมาตรฐาน API — IF, FH, NC หรือการกำหนดที่คล้ายกันซึ่งหมายถึงรูปแบบเกลียวที่เป็นมาตรฐานในอุตสาหกรรมน้ำมัน เกลียวเหล่านี้ถูกตัดด้วยความคลาดเคลื่อนที่แคบมาก เนื่องจากต้องสามารถกันแรงดันโคลนภายในหลายพัน PSI ในขณะที่ส่งแรงบิดหลายหมื่นฟุต-ปอนด์ได้
ลองหยิบแท่งเจาะ DTH ขึ้นมาดู มันเบากว่าเมื่อเทียบกับความยาว และแทนที่จะเป็นท่อกลมเรียบ ส่วนใหญ่จะเป็นรูปทรงหกเหลี่ยมในส่วนตัดขวาง รูปทรงหกเหลี่ยมไม่ได้มีไว้เพื่อความสวยงามเท่านั้น แต่ยังให้พื้นผิวเรียบสำหรับประแจถอดแท่งเจาะในการจับยึดระหว่างการเปลี่ยนแท่งเจาะ และทำให้แท่งเจาะมีความแข็งแรงในการดัดงอมากขึ้นในทิศทางที่สำคัญระหว่างการเจาะแบบกระแทก รูตรงกลางมีไว้สำหรับอากาศอัด ไม่ใช่โคลนเจาะ ดังนั้นขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางภายในจึงถูกกำหนดไว้สำหรับปริมาตรอากาศมากกว่าการไหลของของเหลว การเชื่อมต่อปลายมักจะเป็นแบบมีบ่าและหน้าเรียบ ซึ่งส่งผ่านพลังงานการกระแทกจากค้อนไปยังแท่งเจาะโดยไม่ทำให้เกิดความเค้นกระจุกตัวที่เกลียว ซึ่งแตกต่างอย่างสิ้นเชิงจากเกลียว API บนท่อน้ำมัน
ถ้าคุณยืนอยู่ในลานบ้านแล้วพยายามแยกแยะพวกมันออกจากกัน ให้มองหาส่วนที่เป็นหกเหลี่ยม กลม หนัก และมีเกลียวเรียวที่แม่นยำ? นั่นคือท่อน้ำมัน หกเหลี่ยม เบากว่าต่อเมตร และมีหน้าสัมผัสเรียบ? นั่นคือแท่ง DTH แค่นั้นเองคำตอบของคุณ
ความแตกต่างข้อที่สาม: วิธีการทำงานภายใต้ภาระ
นี่คือความแตกต่างที่อธิบายว่าทำไมคุณจึงไม่สามารถใช้สิ่งหนึ่งแทนอีกสิ่งหนึ่งได้เลย
ท่อเจาะน้ำมันทำงานโดยการหมุนตลอดอายุการใช้งาน ระบบขับเคลื่อนด้านบนหรือแท่นหมุนจะหมุนท่อทั้งหมด และหน้าที่ของท่อคือการส่งแรงบิดอย่างมีประสิทธิภาพโดยไม่บิดงอ แรงที่กระทำส่วนใหญ่เป็นแรงเฉือนแบบบิด โดยมีแรงดึงบางส่วนจากน้ำหนักของท่อด้านล่าง ไม่มีแรงกระแทกเลย ท่อหมุนได้อย่างราบรื่น หรืออย่างน้อยก็ราบรื่นที่สุดเท่าที่สภาพใต้ดินจะเอื้ออำนวย และได้รับการออกแบบมาให้รองรับการหมุนนับล้านรอบตลอดอายุการใช้งาน
ก้านเจาะ DTH ทำงานภายใต้สภาวะการรับแรงที่แตกต่างออกไปอย่างสิ้นเชิง ค้อนที่อยู่ด้านล่างของสายจะกระแทกดอกสว่านหลายสิบครั้งต่อวินาที แต่ละครั้งที่กระแทกจะเป็นแรงกระแทกที่ส่งคลื่นอัดขึ้นไปตามก้านเจาะ นอกจากนั้น แท่นขุดเจาะยังหมุนด้วย — ช้ากว่าแท่นขุดเจาะน้ำมันมาก โดยปกติอยู่ที่ 20 ถึง 60 รอบต่อนาที — และมีแรงดันป้อน ก้านเจาะจึงประสบกับแรงบิด แรงอัดตามแนวแกน และการสั่นสะเทือนความถี่สูงพร้อมกัน รวมถึงการสึกหรอจากการเสียดสีของเศษหินที่กระเด็นผ่านพื้นผิวด้านนอกในช่องว่างวงแหวน
หากนำท่อเจาะน้ำมันไปใช้ในระบบ DTH (Deep Transherent Tube) ข้อต่อเกลียวที่ออกแบบมาเพื่อการหมุนอย่างราบรื่นจะเกิดรอยแตกร้าวจากแรงสั่นสะเทือนภายในกะแรก ตัวท่อที่ออกแบบมาเพื่อรับแรงบิดจะโก่งงอภายใต้แรงอัดและแรงสั่นสะเทือนรวมกัน และพื้นผิวภายนอกที่เรียบกลมไม่มีพื้นผิวจับยึดแบบเรียบ จะลื่นในประแจถอดและทำให้การเปลี่ยนก้านเจาะทุกครั้งเป็นเรื่องยากลำบาก
หากนำแท่ง DTH ไปใส่ในบ่อน้ำมัน ตัวแท่งทรงหกเหลี่ยมจะทำให้เกิดการปั่นป่วนในโคลนเจาะ ข้อต่อแบบหน้าเรียบจะไม่สามารถปิดผนึกป้องกันแรงดันจากชั้นหินได้ และแท่งดังกล่าวซึ่งไม่ได้ออกแบบมาสำหรับการหมุนหลายพันเมตร จะบิดหักได้ที่แรงบิดเพียงเล็กน้อยเมื่อเทียบกับแรงบิดที่ท่อน้ำมันรับได้เป็นประจำ
ความแตกต่างข้อที่สี่: ส่วนประกอบและวิธีการจัดเกรด
ท่อเจาะน้ำมันระบุด้วยเกรดเหล็ก — E75, X95, G105, S135 โดยตัวเลขแสดงถึงความแข็งแรงครากขั้นต่ำในหน่วยพัน PSI ท่อ S135 มีความแข็งแรงคราก 135,000 PSI เหล็กเหล่านี้เป็นเหล็กที่มีความแข็งแรงสูงและมีความเหนียวสูง ผสมด้วยโครเมียมและโมลิบเดนัมเพื่อต้านทานการกัดกร่อนจากโคลนเจาะและของเหลวในชั้นหิน การอบชุบด้วยความร้อนคือการชุบแข็งและอบคืนตัว ทำให้ได้โครงสร้างจุลภาคที่สม่ำเสมอทั่วความหนาของผนัง ซึ่งสามารถรับแรงบิดสูงได้โดยไม่แตกหักง่าย
แท่งเจาะ DTH ผลิตจากโลหะผสมต่างชนิดกัน โดยมีคุณสมบัติที่ต้องการแตกต่างกัน เหล็กต้องมีความแข็งผิวสูงเพื่อต้านทานการสึกหรอจากเศษหินเจาะ ซึ่งโดยทั่วไปจะทำได้โดยการอบชุบแข็งผิวชั้นนอกด้วยคาร์บอนหรือการเหนี่ยวนำไฟฟ้า แต่แกนกลางต้องมีความเหนียวเพื่อดูดซับแรงกระแทกโดยไม่แตก โครงสร้างที่ผ่านการชุบแข็งผิวชั้นนอกนี้แตกต่างอย่างสิ้นเชิงจากโครงสร้างที่ผ่านการชุบแข็งทั้งชิ้นของท่อส่งน้ำมัน โดยทั่วไปแล้วปริมาณโลหะผสมจะมีนิกเกลต่ำกว่าและมีแมงกานีสและซิลิคอนสูงกว่า โดยเน้นความต้านทานการสึกหรอมากกว่าความต้านทานการกัดกร่อนในบ่อลึก
ระบบการจัดเกรดก็แตกต่างกันเช่นกัน ท่อน้ำมันเป็นไปตามข้อกำหนดของ API โดยมีหมายเลขเกรดที่กำหนดไว้อย่างชัดเจน ในขณะที่แท่ง DTH โดยทั่วไปจะระบุตามระบบการจัดเกรดของผู้ผลิตเอง ซึ่งเชื่อมโยงกับสภาพหินและความเข้ากันได้กับค้อน คุณไม่ได้ซื้อแท่ง DTH เกรด " S135" — คุณซื้อแท่งที่ระบุคุณสมบัติสำหรับขนาดค้อนและระดับความแข็งของหินที่เฉพาะเจาะจง
บทสรุป
ท่อเจาะน้ำมันและแท่งเจาะ DTH มีลักษณะคล้ายคลึงกันในแง่ที่ว่ารถบรรทุกบนทางหลวงและรถจี๊ปปีนป่ายหินต่างก็มีล้อสี่ล้อเหมือนกัน ทั้งสองเป็นท่อเหล็กกลวงยาวที่เชื่อมต่อกับอุปกรณ์เจาะ แต่ความคล้ายคลึงกันก็จบลงเพียงแค่นั้น
หากคุณกำลังจัดหาอุปกรณ์สำหรับไซต์งานขุดเจาะในเหมืองแร่หรือสถานที่ก่อสร้าง คุณต้องใช้แท่ง DTH — ตัวแท่งหกเหลี่ยม ชุบแข็ง ออกแบบมาเพื่อรับแรงกระแทกและการเสียดสี หากคุณบังเอิญได้ท่อน้ำมันมาในไซต์งาน อย่าใช้มันเด็ดขาด ผลที่ตามมาคือแท่งจะบิดเบี้ยว แตกร้าวจากความล้า และทีมงานจะต้องยืนดูแท่นขุดเจาะจอดอยู่เฉยๆ การเลือกใช้เครื่องมือที่เหมาะสมกับงานไม่ใช่แค่คำแนะนำ — ในงานขุดเจาะ มันคือความแตกต่างระหว่างการเจาะรูสำเร็จกับการได้เศษเหล็ก
