ดอกสว่านเจาะดินแบบไม่เจาะแกน PDC: เหตุใดการเลือกดอกสว่านให้เหมาะสมกับสภาพพื้นดินจึงสำคัญกว่าราคา
เมื่อไม่กี่เดือนก่อน หัวหน้างานเหมืองในมณฑลชานซีได้แสดงให้ผมดูลิ้นชักที่เต็มไปด้วยดอกสว่าน PDC ที่เสียแล้ว—ประมาณสามสิบกว่าดอก ซึ่งทั้งหมดดึงมาจากโครงการระบายก๊าซเดียวกัน ดอกสว่านไม่ได้แค่สึกหรอ แต่แตกละเอียด ชิ้นส่วนของหน้าเพชรหายไป ฐานคาร์ไบด์บิ่นจนเป็นสีน้ำเงิน บางดอกไหม้เกรียมเพราะใช้งานโดยไม่มีดอกสว่าน สาเหตุคืออะไร? ดอกสว่านทุกดอกในลิ้นชักนั้นเป็นรุ่นเดียวกันทั้งหมด เป็นดอกสว่าน PDC แบบสามปีก หน้าเรียบมาตรฐาน สั่งซื้อมาเป็นจำนวนมากเพราะราคาถูก ไม่มีใครตรวจสอบว่าชั้นหินนั้นตรงกันหรือไม่
ลิ้นชักนั้นเป็นบทเรียนราคาแพงที่สอนความจริงง่ายๆ ข้อหนึ่ง นั่นก็คือ ดอกสว่านเจาะแกนแบบไม่เจาะแกนของ PDC จะมีประสิทธิภาพดีหรือไม่ดีขึ้นอยู่กับชั้นหินที่ใช้คู่กัน หากเลือกผิด คุณจะใช้ดอกสว่านเปลืองเร็วกว่าที่จะสั่งซื้ออะไหล่ได้ทัน แต่ถ้าเลือกถูก ดอกสว่านแบบเดียวกันจะใช้งานได้นานกว่าดอกสว่านแบบเดียวกันที่ใช้กับชั้นหินที่ไม่เหมาะสมถึงสามดอก
โครงสร้างที่อ่อนนุ่ม: อย่าทำให้มันซับซ้อนเกินไป
หากคุณกำลังเจาะดินเหนียว หินโคลน หรือชั้นถ่านหิน ซึ่งเป็นดินประเภทที่ผู้ควบคุมแท่นขุดเจาะสามารถรู้สึกได้ว่าหัวเจาะกำลังกัดกินอย่างรวดเร็วและเศษหินที่ขุดได้กลับมามีลักษณะเหมือนกาวเปียก คุณไม่จำเป็นต้องใช้หัวเจาะที่มีรูปทรงพิเศษอะไร หัวเจาะ PDC แบบสามปีกมาตรฐานที่มีใบมีดตัดแบบเรียบก็เพียงพอแล้ว และทำได้เร็วด้วย
ทำไมต้องมีปีกสามด้าน? เพราะมีช่องระบายเศษวัสดุที่กว้างขึ้น ในดินอ่อน คุณจะสร้างเศษหินจำนวนมากต่อวินาที และหากร่องของใบมีดไม่สามารถระบายเศษหินออกได้เร็วพอ คุณจะลงเอยด้วยการเจียรเศษหินซ้ำแทนที่จะเจาะรู ปีกสามด้านช่วยให้มีระยะห่างสูงสุด ใบมีด PDC แบบแบนให้ความคมที่สุดสำหรับการตัดแบบเน้นแรงเฉือน และในชั้นดินอ่อน แรงเฉือนก็เพียงพอแล้ว
การกำหนดค่านี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับหลุมตรวจหาน้ำส่วนใหญ่ การเจาะระบายก๊าซในถ่านหิน และการสำรวจตื้นๆ ที่อัตราการเจาะมีความสำคัญมากกว่าอายุการใช้งานของดอกสว่าน รักษาความเร็วของก้านเจาะให้คงที่และสารชะล้างไหลอย่างต่อเนื่อง ดอกสว่านเหล่านี้จะเจาะทะลุชั้นถ่านหินได้ตลอดทั้งกะการทำงาน
ชั้นหินแข็งปานกลาง: นี่แหละคือจุดที่น่าสนใจ
หินทราย หินแกรนิตผุกร่อน หินปูน — บริเวณที่หินเริ่มดันตัวกลับ นี่คือโซนที่ผู้ใช้งานจำนวนมากประสบปัญหาจากการใช้หัวตัดแบบเรียบที่ออกแบบมาสำหรับพื้นดินอ่อน หัวตัดแบบเรียบของ PDC นั้นตัดได้รุนแรง แต่ในหินที่แข็งกว่า การตัดที่รุนแรงจะทำให้เกิดแรงกระแทกที่หัวตัดแบบเรียบรับมือได้ไม่ดี คุณจะเริ่มเห็นรอยแตกเล็กๆ ตามขอบโต๊ะเพชร และเมื่อรอยแตกเริ่มขึ้น มันก็จะลุกลามต่อไป
วิธีแก้ปัญหานั้นง่ายมาก: เปลี่ยนไปใช้ดอกสว่าน PDC ทรงกลมหรือทรงโดม รูปทรงโค้งจะกระจายแรงกระแทกไปทั่วพื้นที่สัมผัสที่ใหญ่กว่า แทนที่จะกระจุกตัวอยู่ที่ขอบด้านเดียว ความเร็วในการเจาะอาจไม่เร็วเท่า แต่คุณจะได้ดอกสว่านที่เจาะรูได้เสร็จสมบูรณ์เร็วขึ้น แม้ว่าจะเสียเวลาไปบ้างไม่กี่วินาทีต่อเมตรก็ตาม
สำหรับตัวดอกสว่าน ให้เลือกใช้แบบเสริมแรงสี่ปีก ปีกเสริมนี้จะเพิ่มจุดรองรับที่ทำให้ดอกสว่านมีความเสถียรเมื่อเจาะผ่านชั้นหินที่มีความแข็งต่างกัน ในหินทรายและหินดินดานสลับชั้น ซึ่งความแข็งอาจเปลี่ยนแปลงได้ภายในความยาวแท่งเจาะเพียงแท่งเดียว ความเสถียรนี้จะช่วยให้รูเจาะตรงและป้องกันไม่ให้แท่งเจาะสะบัด
โครงสร้างที่ซับซ้อนและแตกหัก: เมื่อพื้นดินไม่เอื้ออำนวย
พื้นดินที่มีรอยแตกและมีชั้นแข็งแทรกอยู่เป็นปัญหาใหญ่ชนิดหนึ่ง หัวเจาะจะไปกระทบกับชั้นหินแข็ง เบี่ยงเบนไปด้านข้างเข้าสู่ระนาบรอยแตก และทันใดนั้นหลุมเจาะก็จะเบี่ยงเบนออกจากแนวเดิม ในกรณีนี้ ก้านเจาะหินจะรับแรงด้านข้างที่ไม่ได้ออกแบบมาให้รับ และจะทำให้เกิดการสึกหรออย่างรวดเร็วที่จุดเชื่อมต่อ
ดอกสว่าน PDC ความแข็งแรงสูงแบบสี่ปีกที่มีรูปทรงใบมีดผสมผสานกัน — ฟัน PDC ทรงกลมสำหรับโซนการตัดหลักและใบมีดแบนขนาดเล็กกว่าสำหรับการป้องกันความหนา — ช่วยให้คุณรักษาแนวการเจาะได้ดีที่สุดแม้ในส่วนที่แตกหัก หัวใจสำคัญไม่ได้อยู่ที่รูปทรงของใบมีดเพียงอย่างเดียว แต่ยังอยู่ที่จำนวนจุดสัมผัสทั้งหมดที่ช่วยให้ดอกสว่านอยู่ตรงกลางรูขณะตัดผ่านพื้นดินที่ไม่สามารถคาดเดาได้
พารามิเตอร์การเจาะ: สิ่งที่ทำให้ดอกสว่านเสียหายโดยไม่รู้ตัว
คุณอาจเลือกจังหวะที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการจัดรูปขบวน แต่ก็ยังทำลายมันได้ภายในครึ่งกะหากการตั้งค่าของคุณผิดพลาด นี่คือสิ่งที่สำคัญ:
น้ำหนักที่กดลงบนปากกระบอกปืน สำหรับดอกสว่าน PDC ส่วนใหญ่ที่ไม่ใช่ดอกสว่านเจาะแกน ในช่วงขนาด 75-130 มม. ควรใช้แรงกด (WOB) ระหว่าง 5 ถึง 15 กิโลนิวตัน หากแรงกดต่ำกว่า 5 กิโลนิวตัน ใบมีดจะลื่นไถลแทนที่จะเจาะหิน ซึ่งจะทำให้พื้นผิวเพชรขัดเงาโดยไม่ได้ตัดหินจริงๆ หากแรงกดสูงกว่า 15 กิโลนิวตัน โดยเฉพาะในดินที่แข็งกว่า อาจทำให้ใบมีดเสียหายอย่างรุนแรงได้ ผมเคยเห็นผู้ใช้งานเพิ่มแรงกดเพราะอัตราการเจาะลดลง โดยไม่รู้ว่าดอกสว่านทื่อแล้ว การเพิ่มน้ำหนักบนดอกสว่านที่ทื่อจะทำให้ใบมีดหักได้ง่าย
ความเร็วรอบ. ความเร็วรอบ 150 ถึง 400 รอบต่อนาที ครอบคลุมการใช้งานส่วนใหญ่ ความเร็วรอบสูงใน1ช่วงนั้นเหมาะสำหรับพื้นดินที่อ่อนนุ่มและเป็นเนื้อเดียวกัน ซึ่งความร้อนสะสมไม่ใช่ปัญหา ในชั้นหินที่แข็งกว่า ควรใช้ความเร็วรอบต่ำกว่า ความเร็วรอบสูงบวกกับแรงกดสูงจะทำให้เกิดความร้อนสูงเกินไปที่หน้าตัด – เพชร PDC จะเริ่มเสื่อมสภาพเมื่ออุณหภูมิสูงกว่า 350°C และหากไม่มีการระบายความร้อนที่เพียงพอ คุณจะถึงอุณหภูมินั้นในเวลาเพียงไม่กี่วินาที
อย่าปล่อยให้น้ำแห้งเด็ดขาด เรื่องนี้อาจฟังดูชัดเจน แต่เกิดขึ้นบ่อยกว่าที่ใครๆ อยากจะยอมรับ การที่น้ำชะล้างหยุดไหลชั่วขณะระหว่างการเปลี่ยนคันเบ็ด อาจทำให้ดอกสว่านหมุนต่อไปโดยเสียดสีกับหินแห้ง ดอกสว่าน PDC ที่ไม่มีระบบระบายความร้อนจะพังเร็วมาก ไม่มีน้ำ ไม่มีอากาศ ก็ไม่มีดอกสว่าน ดังนั้น ตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีน้ำชะล้างไหลอยู่เสมอ ก่อนที่จะออกแรงกดดอกสว่านทุกครั้ง
การรักษาชิ้นส่วนให้ใช้งานได้ระหว่างรู
ดอกสว่าน PDC ที่ได้รับการบำรุงรักษาอย่างเหมาะสม สามารถลับคมได้หลายรอบก่อนที่จะหมดอายุการใช้งานอย่างแท้จริง หลังจากดึงดอกสว่านออกแล้ว ให้ล้างทำความสะอาด – โคลนแห้งและฝุ่นหินที่ตกค้างอยู่ในท่อจะกัดกร่อนตัวดอกสว่านที่เป็นเหล็กและปิดกั้นการไหลของน้ำหล่อเย็นในการใช้งานครั้งต่อไป ข้อต่อเกลียวระหว่างดอกสว่านและก้านเจาะจำเป็นต้องเคลือบด้วยสารป้องกันการติดขัดหรือสารป้องกันสนิมบางๆ ข้อต่อที่ติดขัดที่ก้นหลุมลึกเป็นงานกู้ซากที่ไม่มีใครอยากทำ
ตรวจสอบหน้าใบมีดตัดภายใต้แสงสว่างที่ดี หากคุณเห็นการสึกหรอที่ไม่สม่ำเสมอ เช่น ใบมีดตัดด้านนอกสึกหรอ แต่ใบมีดตัดตรงกลางดูใหม่ นั่นแสดงว่าการตั้งค่าพารามิเตอร์หรือการเปลี่ยนรูปแบบการเจาะของคุณอาจมีปัญหา ปรับให้เหมาะสม การบิ่นเล็กน้อยบนใบมีดตัดแต่ละชิ้นไม่ได้หมายความว่าดอกสว่านใช้การไม่ได้ ใบมีดตัดเหล่านั้นสามารถเปลี่ยนได้ทีละชิ้น และดอกสว่านสามารถนำกลับมาใช้งานได้อีกครั้งในราคาที่ถูกกว่าดอกสว่านใหม่มาก
สรุปแล้ว ดอกสว่าน PDC แบบไม่เจาะแกนไม่ใช่ของใช้แล้วทิ้ง มันเป็นเครื่องมือที่ให้ผลตอบแทนดีหากใส่ใจ และจะเสียหายหากละเลย เลือกดอกสว่านที่เหมาะสมกับพื้นดิน ใช้งานภายในขอบเขตที่กำหนด และทำความสะอาดหลังการเจาะทุกครั้ง ทำเช่นนั้นแล้ว คุณจะไม่ต้องเจอปัญหาดอกสว่านเสียกองอยู่ในลิ้นชักอีกต่อไป
