สี่มิติสำคัญในการตรวจจับและมาตรการปฏิบัติสำหรับการร้อนเกินไปของดอกสว่าน (ดอกสว่านไหม้)
การที่หัวเจาะร้อนจัด (นิดหน่อย ความร้อนสูงเกินไป) เป็นรูปแบบความเสียหายที่พบได้บ่อยและอาจรุนแรงในงานเจาะ โดยทั่วไปเกิดจากแรงเสียดทานมากเกินไประหว่างหัวเจาะกับก้นหลุม หรือการไหลเวียนของของเหลวในการเจาะล้มเหลว ทำให้เกิดการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิอย่างรวดเร็วภายในหลุม ผลที่ตามมา ได้แก่ ความเสียหายของหัวเจาะ การสูญเสียความสามารถในการเจาะ และปัญหาอื่นๆ เช่น การยุบตัวของหลุมเจาะ การตรวจพบสัญญาณบ่งชี้บนพื้นผิวอย่างรวดเร็วสามารถช่วยซื้อเวลาในการแก้ไขและลดความสูญเสียได้ ต่อไปนี้เป็นการอธิบายวิธีการระบุปัญหาในทางปฏิบัติและข้อควรระวังในภาคสนามในสี่มิติหลัก ได้แก่ พารามิเตอร์การเจาะ ข้อมูลที่ได้จากหัวหลุม เสียงการเจาะ และการตรวจสอบหัวเจาะหลังการดึงกลับ
ตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงที่ผิดปกติของพารามิเตอร์การเจาะอย่างใกล้ชิด ความเสถียรของพารามิเตอร์การเจาะสะท้อนถึงสภาพใต้ดินโดยตรง ก่อนและระหว่างช่วงเริ่มต้นของการร้อนจัดของหัวเจาะ พารามิเตอร์สำคัญ เช่น น้ำหนักกดหัวเจาะ รอบต่อนาที และแรงดันปั๊ม มักแสดงความผิดปกติอย่างชัดเจน การตรวจสอบด้วยเครื่องมือแบบเรียลไทม์ร่วมกับประสบการณ์ของผู้ปฏิบัติงานเป็นสิ่งสำคัญ
ความผิดปกติที่เกิดขึ้นพร้อมกันในน้ำหนักกดหัวเจาะและความเร็วรอบ: ในการเจาะปกติ น้ำหนักกดหัวเจาะ (ดับเบิลยูโอบี) และความเร็วรอบ (รอบต่อนาที) จะถูกตั้งค่าตามชั้นหินและคงที่ในระดับหนึ่งเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพในการตัด เมื่อเกิดแรงเสียดทานมากเกินไปหรือการยึดเกาะบางส่วนระหว่างหัวเจาะกับก้นหลุม ความผิดปกติที่เกิดขึ้นพร้อมกันจะปรากฏขึ้น: ดับเบิลยูโอบี เพิ่มขึ้นอย่างกะทันหันในขณะที่ รอบต่อนาที ลดลงอย่างเห็นได้ชัด ดับเบิลยูโอบี อาจเพิ่มขึ้น 30% หรือมากกว่าเมื่อเทียบกับปกติ และ รอบต่อนาที อาจลดลงอย่างกะทันหันหรือหยุดหมุน นี่แสดงถึงการเพิ่มขึ้นอย่างกะทันหันของแรงต้านต่อการเคลื่อนที่ของหัวเจาะ หากไม่แก้ไข อาจนำไปสู่ความร้อนสูงเกินไปอย่างรวดเร็ว โปรดทราบว่านี่คือความไม่สมดุลของพารามิเตอร์ในทันที ไม่ใช่การเปลี่ยนแปลงทีละน้อยที่คาดหวังได้จากการเปลี่ยนแปลงของชั้นหิน
การเปลี่ยนแปลงอย่างฉับพลันและความไม่เสถียรของแรงดันปั๊ม: การหมุนเวียนของของเหลวในการเจาะ (โคลน น้ำจืด ฯลฯ) อย่างเหมาะสมมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการควบคุมอุณหภูมิใต้ดินและการลำเลียงเศษหิน การที่หัวเจาะร้อนเกินไปจะทำให้เกิดการสะสมของเศษหินและการขยายตัวของเนื้อวัสดุที่หัวเจาะ ซึ่งอาจปิดกั้นทางเดินของของเหลวและขัดขวางการหมุนเวียน ส่งผลให้แรงดันปั๊มผิดปกติ ภายใต้สภาวะปกติ แรงดันปั๊มจะอยู่ในช่วงที่กำหนดโดยมีการผันผวนน้อยที่สุด การเพิ่มขึ้นอย่างฉับพลันของแรงดันปั๊มพร้อมกับการแกว่งตัวบ่อยครั้ง หรือสภาวะที่แรงดันพุ่งสูงขึ้นและไม่ลดลง (ปั๊มหยุดทำงาน) บ่งชี้อย่างชัดเจนถึงการหมุนเวียนที่ถูกจำกัดและอุณหภูมิใต้ดินที่สูงขึ้น ในกรณีเช่นนี้ ให้หยุดการเจาะทันทีและตรวจสอบระบบการหมุนเวียน อย่าพยายามแก้ไขปัญหาโดยการเพิ่มแรงดัน
ให้ความสนใจเป็นพิเศษกับน้ำที่ไหลกลับจากปากหลุม น้ำที่ไหลกลับจากปากหลุมเป็นข้อมูลที่สามารถสังเกตได้โดยตรงเกี่ยวกับสภาพภายในหลุม อุณหภูมิสูงและการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบของเศษหินที่เกิดจากความร้อนสูงเกินไปของหัวเจาะจะสะท้อนให้เห็นในอุณหภูมิ สี และปริมาณทรายของน้ำที่ไหลกลับ ควรใช้การตรวจสอบด้วยประสาทสัมผัสร่วมกับการวัดอย่างง่ายเพื่อระบุปัญหา
อุณหภูมิของเหลวที่ไหลกลับสูงขึ้นผิดปกติ: ในระหว่างการเจาะตามปกติ ของเหลวที่ไหลกลับจะมีอุณหภูมิสูงกว่าอุณหภูมิแวดล้อมเล็กน้อยเนื่องจากความร้อนจากแรงเสียดทาน แต่จะไม่ร้อนจนรู้สึกไม่สบายมือ หากหัวเจาะร้อนจัด อุณหภูมิเฉพาะจุดใต้ดินอาจสูงถึงหลายร้อยองศาเซลเซียส ทำให้อุณหภูมิของเหลวที่ไหลกลับสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว การสัมผัสท่อของเหลวที่ไหลกลับหรือการเก็บตัวอย่างเล็กน้อยอาจทำให้รู้สึกแสบร้อนอย่างชัดเจน เทอร์โมมิเตอร์อาจแสดงอุณหภูมิที่สูงขึ้น 15°C หรือมากกว่านั้นเหนืออุณหภูมิปกติ และมีแนวโน้มสูงขึ้นอย่างต่อเนื่อง รูปแบบดังกล่าวบ่งชี้ถึงอุณหภูมิสูงผิดปกติใต้ดินและมีความเสี่ยงสูงมากที่หัวเจาะจะไหม้ ควรเปรียบเทียบกับอุณหภูมิพื้นฐานของสภาพแวดล้อมเสมอเพื่อหลีกเลี่ยงผลลัพธ์ที่ผิดพลาด และหลีกเลี่ยงการสัมผัสโดยตรงกับของเหลวที่ร้อนจัด – ควรใช้อุปกรณ์ป้องกันที่เหมาะสม
การเปลี่ยนแปลงสีของของเหลวที่ไหลกลับและปริมาณทราย/เศษหิน: สีของของเหลวที่ไหลกลับตามปกติจะตรงกับลักษณะของหินที่กำลังเจาะ (เช่น สีเหลืองอ่อนสำหรับหินทราย สีเทาอมน้ำตาลสำหรับหินดินดาน) และมีทรายน้อยมากหรือไม่มีเลย โดยมีการตกตะกอนที่มองเห็นได้น้อยหรือไม่ปรากฏเลย การที่หัวเจาะร้อนเกินไปจะทำให้วัสดุเมทริกซ์ของหัวเจาะ (มักเป็นคาร์ไบด์ซีเมนต์ เพชรโพลีคริสตัลไลน์ หรือวัสดุที่คล้ายกัน) ที่ได้รับการเปลี่ยนแปลงทางความร้อนและผสมกับเศษหิน ทำให้ได้ของเหลวที่ไหลกลับที่มีสีเข้มขึ้น—ดำ เทาเข้ม หรือน้ำตาลเข้ม—โดยความเข้มของสีจะเพิ่มขึ้นตามความรุนแรงของการไหม้ ทรายและเศษหินละเอียดจะเพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัด การปล่อยให้ตัวอย่างตกตะกอนสักครู่จะเผยให้เห็นการสะสมของอนุภาคสีดำละเอียด (ผงเมทริกซ์ของหัวเจาะ) ผสมกับทรายและกรวดหินที่มีพื้นผิวหยาบ การเปลี่ยนแปลงสีและการเพิ่มขึ้นของปริมาณตะกอนพร้อมกันเป็นตัวบ่งชี้ลักษณะเฉพาะของการที่หัวเจาะร้อนเกินไป
ฟังการเปลี่ยนแปลงของเสียงการเจาะ เสียงที่เกิดจากการเสียดสีของหัวเจาะกับชั้นหินนั้นมีข้อมูลการวินิจฉัยที่เป็นประโยชน์ ผู้ปฏิบัติงานที่มีประสบการณ์สามารถตรวจจับความผิดปกติได้ด้วยเสียง: การเจาะปกติจะสร้างเสียงตัดที่สม่ำเสมอและคงที่ ซึ่งมักอธิบายว่าเป็นเสียงหึ่งๆ หรือเสียงกระแทกเป็นจังหวะ โดยไม่มีเสียงรบกวนอื่นๆ เมื่อเกิดความร้อนสูงเกินไป การเสียดสีจะเปลี่ยนจากการตัดด้วยการหล่อลื่นแบบเสียดสีไปเป็นการเจียรแบบแห้งหรือกึ่งแห้ง ลักษณะเสียงจะเปลี่ยนไปอย่างเห็นได้ชัด การไหม้ในระยะเริ่มต้นอาจทำให้เกิดเสียงเสียดสีที่แหลมคม เสียงฟู่ หรือเสียงแหลม พร้อมกับการสั่นสะเทือนของท่อเจาะที่เพิ่มขึ้น การไหม้ที่รุนแรงมากขึ้น ซึ่งเมทริกซ์ของหัวเจาะยึดติดหรือเสียรูปไปกับชั้นหิน จะทำให้เกิดเสียงกระทบที่ทึบๆ เช่น เสียงตุบๆ หรือเสียงเคาะหนักๆ และการสั่นสะเทือนที่รุนแรงขึ้นซึ่งสามารถส่งไปยังแท่นเจาะได้ เมื่อได้ยินการเปลี่ยนแปลงดังกล่าว ให้หยุดการเจาะและตรวจสอบเพื่อป้องกันความเสียหายของหัวเจาะเพิ่มเติม
ทำการตรวจสอบดอกสว่านอย่างเป็นระบบหลังจากดึงดอกสว่านขึ้น หากพบสัญญาณบ่งชี้บนพื้นผิวว่าดอกสว่านร้อนเกินไป หรือหากยังมีสิ่งผิดปกติที่แก้ไขไม่ได้เกิดขึ้นระหว่างการเจาะ ให้ดึงดอกสว่านขึ้นเพื่อตรวจสอบโดยตรง การตรวจสอบลักษณะและรูปแบบการสึกหรอของดอกสว่านเป็นวิธีที่แน่นอนที่สุดในการยืนยันการไหม้และเป็นแนวทางในการดำเนินการแก้ไขต่อไป
สัญญาณบ่งชี้ความเสียหายจากความร้อน: ดอกสว่านที่ใช้งานได้ปกติจะมีสีสม่ำเสมอและเนื้อวัสดุสมบูรณ์โดยไม่มีการเปลี่ยนสีหรือการเสียรูป ดอกสว่านที่ไหม้จะแสดงร่องรอยความเสียหายจากความร้อนอย่างชัดเจน ได้แก่ การเปลี่ยนสีของพื้นผิว (โดยทั่วไปจะเป็นสีน้ำเงินดำหรือสีแดงเข้มจากการออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูง) การบิดเบี้ยวหรือการเสียรูปเฉพาะจุด การแยกชั้นหรือการแตกร้าวที่รอยต่อระหว่างเนื้อวัสดุและตัวดอกสว่าน และในกรณีที่รุนแรง อาจพบการหลอมละลายเฉพาะจุดที่ทำให้เกิดการแข็งตัวเป็นก้อนไม่สม่ำเสมอ สำหรับดอกสว่านเพชร ให้สังเกตการสูญเสียเม็ดเพชรและวัสดุเนื้อในที่ไหม้เกรียมเป็นสีดำ การพบเห็นลักษณะเหล่านี้เป็นการยืนยันโดยตรงว่าดอกสว่านร้อนเกินไป
รูปแบบการสึกหรอที่ผิดปกติ: ในการเจาะปกติ การสึกหรอจะสม่ำเสมอและสอดคล้องกับความลึกของการเจาะและความแข็งของชั้นหิน (สึกหรอเล็กน้อยในหินอ่อน สึกหรอปกติในชั้นหินที่แข็งกว่า) การที่ดอกสว่านร้อนจัดจะทำให้เกิดการสึกหรอที่ผิดปกติอย่างเห็นได้ชัด: การสึกหรอที่เร่งขึ้น โดยที่ดอกสว่านแสดงการเสื่อมสภาพอย่างรุนแรงหลังจากเจาะไปได้เพียงเล็กน้อย ซึ่งบ่งชี้ว่าอัตราการสึกหรอสูงกว่าปกติมาก และการสึกหรอที่ไม่สม่ำเสมออย่างมาก โดยกระจุกตัวอยู่ด้านใดด้านหนึ่งหรือเป็นหลุมหรือรอยบากเฉพาะจุด (การสึกหรอที่ไม่สมดุลหรือเป็นหลุม) ความไม่สอดคล้องกันระหว่างความยาวของการเจาะและความรุนแรงของการสึกหรอ และการมีอยู่ของความเสียหายเฉพาะจุด สนับสนุนอย่างยิ่งต่อการวินิจฉัยว่าดอกสว่านไหม้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อการเปลี่ยนสีจากความร้อนที่มองเห็นได้มีน้อย
การวินิจฉัยและการตอบสนองแบบบูรณาการ ตัวบ่งชี้บนพื้นผิวของการร้อนเกินไปของหัวเจาะนั้นมีความสัมพันธ์กันและเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่อง การรวมการสังเกตหลายมิติ เช่น ความผิดปกติของพารามิเตอร์ร่วมกับอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นและเสียงการเจาะที่ผิดเพี้ยน จะช่วยในการวินิจฉัยในระยะเริ่มต้น ยืนยันโดยการดึงหัวเจาะขึ้นและตรวจสอบ การดำเนินการอย่างทันท่วงที เช่น การหยุดแท่นเจาะ การทำความสะอาดช่องทางการไหลเวียน และการเปลี่ยนหัวเจาะ สามารถลดความเสียหายของอุปกรณ์และความล่าช้าของโครงการได้อย่างมาก และช่วยรักษาความปลอดภัยและประสิทธิภาพในการเจาะ การปฏิบัติงานอย่างมีระเบียบวินัยเป็นประจำ เช่น การตั้งค่าพารามิเตอร์การเจาะอย่างถูกต้อง การรับรองการไหลเวียนของของเหลวที่เชื่อถือได้ และการปฏิบัติตามขั้นตอนการตรวจสอบ จะช่วยลดความเสี่ยงของการร้อนเกินไปของหัวเจาะตั้งแต่เริ่มต้น
