BHA (Bottom Hole Assembly) ตอน Dumb Iron

ถ้าใช้ความซับซ้อนของอุปกรณ์เป็นเกณฑ์ เราแบ่งชิ้นส่วนต่างๆใน BHA (Bottom Hole Assembly) ออกเป็นสองพวกใหญ่ๆ พวกแรกคือพวกที่ไม่ซับซ้อน โดยมากทำด้วยเหล็ก หรือ โลหะราคาไม่แพง ไม่มีกลไกอะไรมากไปกว่าสปริงและวาล์วง่ายๆ ไม่มีระบบไฮดรอลิกส์ ไม่มีวงจรไฟฟ้า เราเรียกเหมารวมประชากรกลุ่มนี้ว่า “dumb iron” แปลกันตรงๆแบบดูถูกๆก็คือพวก “เหล็กโง่ๆ”

เรามาดูกันว่า dumb iron มีอะไรบ้าง

  1. Heavy Weight Drill Pipe คือ ก้านเจาะแบบหนักพิเศษ ย่อว่า HWDP
  2. Drill Collar คือ แท่งถ่วงน้ำหนัก ย่อว่า DC
  3. Stabilizer คือ ตัวกัน BHA แกว่ง ย่อว่า Stab
  4. Bend subassembly คือ ข้อต่องอ ย่อว่า Bend sub
  5. Bit Subassembly คือ ข้อต่อเปลี่ยนหัวเจาะ ย่อว่า Bit Sub
  6. Float Subassembly คือ วาวล์ทางเดียวกันน้ำโคลนไหลกลับเข้าก้านเจาะ ย่อว่า FS
  7. Safety joint ไม่รู้จะแปลไง ไม่มีตัวย่อด้วย
  8. Drill bits คือ หัวเจาะ ย่อว่า bit

สังเกตุนะว่าแปลเป็นไทยได้จั๊กกะจี้หูมากเลย อย่ากระนั้นเลยครับต่อไปนี้ขออนุญาติทับศัพท์ไปโดยใช้ตัวย่อก็แล้วกัน … มาดูกันทีล่ะตัว

Heavy Weight Drill Pipe (HWDP)

มันคือก้านเจาะธรรมดาๆนี่เองครับ แต่มันจะมีเส้นผ่าศูนย์กลางภายในเล็กกว่าก้านเจาะ ดังนั้นผนังก้าน(ท่อ)มันจะหนา มีเนื้อเหล็กเยอะกว่า ทำให้หนักกว่าก็เท่านั้น หน้าที่ของมันก็คือช่วยเพิ่มน้ำหนัก และเพิ่มความยืดหยุ่นให้ BHA เพราะถ้าเอาก้านเจาะ (DP) ที่เบา อ่อน ยาว ไปต่อกับ Drill Collar (DC ซึ่ง สั้น อ้วน หนา หนัก) จะทำให้เกิดจุดอ่อน (weak spot) ตรงบริเวณที่ต่อได้ อารมณ์คล้ายๆเอากระดาษว่าวทากาวไปแปะกับแผ่นเหล็กโดยตรง แล้วแขวนให้ห้อยต่องแต่งๆน่ะครับ จุดที่ต่อมันก็จะขาดง่าย แต่ถ้าเอามาต่อกับกระดาษปอนด์เสียก่อน แล้วเอากระดาษปอนด์ไปต่อกับแผ่นเหล็ก ก็จะขาดยากขึ้น HWDP ก็เปรียบเหมือนกระดาษปอนด์นี่แหละครับ

 

มีทั้งแบบผิวเรียบและแบบเป็นเกลียวให้เลือกใช้ กลับไปอ่านเรื่อง Drill pipe (DP) เสริมนะครับ จะเข้าใจดียิ่งขึ้น

Drill Collar (DC)

ง่ายๆเลยครับ มันคือแท่งเหล็กธรรมดาๆดีๆนี่เอง ขนาดนั้งแต่ 3.5 นิ้วไปยัน 11 – 12 นิ้ว อ้วนๆ ยาวราวๆ 10 เมตร หัวท้ายเท่ากัน สังเกตุว่าต่างจาก DP และ HWDP ตรงที่ไม่ข้อปล่อง ไม่ว่าจะเป็นปล้องตรงกลางหรือปล้องตรงข้อต่อ สำหรับ DC แล้ว จะราบเรียบรื่นปรื้ดๆไปหมด

มีแบบเกลียวให้เลือกใช้ด้วย

มันทำหน้าที่อะไรล่ะเจ้าแท่ง DC อันนี้ มันทำหน้าที่อยู่ 2 อย่างครับ

  1. ลดช่องว่างระหว่างชั้นหินกับ BHA เพื่อให้น้ำโคลนไหลเร็วขึ้น (ความเร็วน้ำโคลนผ่านช่องว่าง เท่ากับ อัตราการไหล หาร พื้นที่หน้าตัดช่องว่าง) เพื่ออะไร ก็เพื่อให้เอาเศษหินที่เกิดจากการขุดออกไปจากหน้าหัวเจาะไวๆ จะได้ไม่ไปอุดไปขัดขวางการเจาะ จะได้เจาะได้เร็วขึ้น ดูรูปครับ

น้ำโคลนตรงลูกศรสีแดงจะไหลเร็วกว่าน้ำโคลนตรงลูกศรสีเหลือง เพราะพื้นที่หน้าตัดตรงลูกศรสีแดงมันน้อยกว่าพื้นที่หน้าตัดตรงลูกศรสีเหลือง แท่งสีเท่าเข้มนั่นก็คือ DC พระเอกของเราผู้ทำหน้าที่นี้

2. อีกหน้าที่หนึ่งก็คือให้น้ำหนักกดลงบนหัวเจาะ (WOB Weight On Bit) ในการเจาะ

มาลับสมองคิดเลขกันหน่อย ไม่ยากๆ สัญญา 555 … ดูรูปประกอบนะครับ สมมุติว่าหลุมตรง ลึก 2500 เมตร ก้านเจาะ(DP) ยาว 2300 เมตร (หนัก 19.5 ปอนด์ต่อฟุต) DC ยาว 200 เมตร (หนัก 80 ปอนด์ต่อฟุต) … สมมติว่า 19.5 กับ 80 นี่ชดเชยค่าแรงลอยตัวในน้ำโคลนแล้วนะ

ก้านเจาะ (DP) จะหนักทั้งหมด 2300 x 3.281 * 19.5 = 147000 ปอนด์

DC จะหนักทั้งหมด 200 x 3.281 * 80 = 52500 ปอนด์

แสดงว่าถ้าออกแรงดึงทั้งยวงห้อยอยู่ในน้ำโคลนโดยไม่ให้หัวเจาะแตะก้นหลุม ตาชั่งที่บนแท่นเจาะจะอ่านได้ 199500 ปอนด์ (คิดคร่าวๆนะครับ ไม่คิดน้ำหนักหัวเจาะและค่าแรงเสียดทานอื่นๆ)

จะเห็นว่าน้ำหนักก้านเจาะเยอะมาก แต่เอามาใช้ทำอะไรไม่ได้เพราะมันยาว ตั้ง 2300 เมตร (2 กิโลเมตรกว่าๆ … แม่เจ้าาา) มันห้อยแกว่งๆ ย้วยๆ เหมือนก๋วยเตี๋ยวเส้นเล็ก แต่ DC ยาวแค่ 200 เมตร แต่ทั้งหนา อ้วน และหนัก

ถ้าเราอยู่บนแท่นแล้วหย่อนทั้งยวงที่ว่านี่จนหัวเจาะแตะก้นหลุมแล้วน้ำหนักตาชั่งอ่านได้ 189500 ปอนด์ แปลว่าอะไรครับ ก็แปลว่านำหนักที่หายไป 10000 ปอนด์ไปอยู่ที่หัวเจาะกดชั้นหินอยู่นะซิครับ เห็นไหมครับ นี่ไงหน้าที่ของ DC และ วิธีที่เราเปลี่ยนน้ำหนักที่กดหัวเจาะ (Weight on Bit WOB) … หมูๆอู๊ดๆเลย เห็นป่ะ เป็นวิศวกรขุดเจาะง่ายนิดเดียว 🙂

งั้นคิดข้ามช๊อตไปได้เลยว่า ถ้าหย่อนจนตาชั่งบนแท่นอ่านได้ 147000 ปอนด์ แปลว่าอะไร ก็แปลว่าน้ำหนัก DC 52500 ปอนด์ ไปอยู่ที่หัวเจาะหมดเลย นั่นคือ น้ำหนักที่กดหัวเจาะมากที่สุดคือน้ำหนักของ DC ทั้งยวงนั่นเอง วิศวกรขุดเจาะก็สามารถกำหนดได้ว่าในการขุดครั้งนี้ ชั้นหินแบบนี้ หัวเจาะแบบนี้ และ ฯลฯ น่าจะใช้แรงกดมากสุดเท่าไร ก็คำนวนออกมาแล้วไปคำนวนหาว่า DC ต้องยาวเท่าไร ช็อตนี้เอาเข้าจริง ไม่ซอฟแวร์ก็ excel ครับ ผมเขียนอธิบายหลักการให้เข้าใจเฉยๆ 555 🙂

อ้อ อีกหน้าที่หนึ่งของ DC คือดึงก้านเจาะที่ยาวเป็นก๋วยเตี๋ยวเส้นเล็กให้ยืดตรง นึกดูสิครับ ก๋วยเตี๋ยวเส้นเล็กห้อยต่องแต่งๆ ถ้าไม่มีตุ้มอะไรหนักๆถ่วงอยู่ มันก็ไม่ตึง แกว่งไปแกว่งมา ลองเอาห้อยเล่นดูก็ได้ หมุนปลายด้านบนดูว่าจะเป็นไง เส้นทั้งเส้นมันก็แกว่งไปเป็นวงกลมเลย ใช่ป่ะ แต่ถ้าเอาอะไรหนักๆไปผูกถ่วงปลายเส้นก๋วยเตี๋ยวไว้ แล้วลองหมุนปลายด้านบนอีกที คราวนี้จะเห็นว่าปลายด้านล่างเริ่มหมุนตามแบบสวยๆแล้ว

Stabilizer (Stab)

อารมณ์ประมาณนี้แหละครับ ไม่มีอะไร มันคือท่อที่มีครีบ จะครีบตรงๆหรือครีบโค้งๆก็ว่ากันไป ไม่มีอะไรมากหรือน้อยไปกว่านี้ ปลายด้านนึงตัวผู้ ปลายด้านนึงตัวเมีย เอาไว้ใส่ใน BHA ตามจุดต่างๆที่คำนวนไว้ ไม่ให้ BHA เหวี่ยงไปมากระทบผนังหลุมให้ผนังหลุมหรือ BHA เสียหาย และ การทำให้ BHA ไม่แกว่งส่ายไปส่ายมา ก็ทำให้หัวเจาะกดชั้นหินได้สม่ำเสมอ (weight transfer) ทำให้ขุดได้เร็วขึ้นด้วย การกำหนดจุดที่ใส่ Stab นั้น เราใช้ประสบการณ์ กับ ซอฟแวร์คำนวนครับ เพราะมันเกี่ยวกับ โมเมนต์ การหมุน แรงเฉื่อย ความเร็วเชิงมุม โอ้ย เยอะ ครับ คำนวนมือไม่ไหว มันเป็นสมการแบบ non linear (รู้แค่นี้แหละ)

Bend Subassembly (Bend sub)

มันคือข้อต่องอๆชิ้นนึงครับ ในรูปดูเว่อร์ไปนิด จริงๆมันแค่ 0.5 – 3.0 องศาเท่านั้นเอง แทบจะดูด้วยตาเปล่าไม่เห็น

มีทั้งแบบงอคงที่ปรับมุมไม่ได้ กับ แบบปรับมุมได้

 

เออ … ว่าแต่อยู่ดีๆจะไปทำให้ BHA มันงอทำไม เอาไว้ขุดแบบมีทิศทางครับ ใช้คู่กับ Mud Motor ดูจากรูปข้างล่างจะเข้าใจขึ้น

(AKO ในรูปข้างบนย่อมาจาก Adjustable Kick Off นะครับ มันก็คือ bend sub ที่ปรับได้นั่นแหละ)

ถ้าเราจะขุดตรงๆไปตามทิศเดิมของหลุม เราก็ปั๊มน้ำโคลนและหมุนก้านเจาะจากบนแท่นไปพร้อมๆกัน มอเตอร์ก็จะหมุนไปด้วย ก้านก็จะหมุนไปด้วย หลุมไม่ก็ถูกขุดไปในแนวเดิมของมัน เราเรียกการขุดแบบนี้วว่า rotating mode ซึ่งจะขุดได้เร็ว

ถ้าเราอยากจะเปลี่ยนทิศทางของหลุม เราก็หมุนหัวเจาะให้ชี้ไปทางที่เราจะไป ขึ้น ลง ซ้าน ขวา เฉียงๆกี่องศาไปทางไหนก็ได้ (อย่าลืมว่าเรามี MWD อยู่ด้วย ดังนั้นเรารู้ทิศทางตำแหน่งของ BHA กับ แนวหลุมชัดเจน) แล้วเราปั๊มน้ำโคลนอย่างเดียว ไม่ต้องหมุนก้านเจาะจากบนแท่น ดังนั้น หัวขุดก็จะกัดชั้นหินไปในทิศทางที่ต้องการ เราเรียกการขุดแบบนี้ว่า sliding mode ก็จะขุดได้ช้ากว่าแบบ rotating mode

ดังนั้น ในการขุดเจาะเราก็จะใช้ 2 โหมดนี้สลับกันไปมา เพื่อให้ได้ทิศทางหลุมที่เราต้องการ

เห็นไหมครับว่า dumb iron ก็สำคัญ มุมของ bend sub นี่ก็ใช่สักแต่ว่าหยิบอันไหนมาใส่ก็ได้นะครับ DD ต้องคำนวน + ประสบการณ์ แล้วที่ว่าปรับมุมได้เนี้ย ต้องปรับกันบนแท่นนะครับ ไม่ใช่ปรับได้ตอนไปอยู่ก้นหลุมแล้ว ดังนั้นถ้าลงไปถึงก้นหลุมแล้ว จะปรับมุมที่ bend sub ก็ต้องถอนก้านเจาะทั้งยวงขึ้นมา … ตัวใครตัวมันล่ะครับงานนี้ 555 (เสียเวลาซิครับ เวลาเป็นเงินเป็นทอง โดน company man รัปทานเป็นมื้อเช้าแน่ๆ)

Bit Subassembly (Bit sub)

ปลายด้านล่างของ DC มันเป็นตัวผู้ใช่ป่ะ

ปลายด้านบนของหัวเจาะ (bit) มันก็เป็นตัวผู้

เอาไงดีล่ะ ก็เจ้า BS นี่แหละ ที่เป็นปลายตัวเมียทั้งสองด้าน 555 เอามาต่อตรงกลาง

ก็ออกมาเป็นแบบนี้

จบข่าว … 🙂

Float Subassembly (FS)

มันคือวาว์ลทางเดียวอยู่ในท่อสั้นๆ ติดเอาไว้เหนือหัวเจาะ กันน้ำโคลนไหลย้อนเข้าไปในการเจาะ ป้องกันกรณีเกินความดันในชั้นหินสูงมากจนน้ำหนักน้ำโคลนเอาไม่อยู่ ไม่ให้ดันน้ำโคลนไหลสวนกลับว่างั้นเถอะ เป็นอุปกรณ์ความปลอดภัยชนิดหนึ่ง

มีทั้งแบบตัวผู้ตัวเมีย

หรือ ตัวเมียทั้งสองปลาย ในกรณีที่เป็นตัวเมียทั้งสองปลายก็ใช้เป็น Bit Sub ได้เลย 2 in 1

ไส้ในมันก็เบสิกๆ มีสองแบบใหญ่ๆ คือแบบปีกผีเสื้อ (flapper) กับ แบบปลั๊ก (Plunger) มี ข้อดี ข้อด้อย ต่างกันไป เลือกใช้เอาตาม อารมณ์ ความชอบ ประสบการณ์ และ ราคา

Safety Joint

มันคือท่อแท่งสั้นๆที่ถูกออกแบบมาให้เป็นจุดที่สามารถจะคลายออกได้ ถ้าหมุนเกลียวซ้าย (คือคลายเกลียวนั่นแหละ) ที่ก้านเจาะจากบนแท่น

จะเห็นว่าเกลียวตัวเมียข้างบน กับตัวผู้ข้างล่าง เหมือนเดี๊ยะกับเกลียวของ HWDP ก็คือเอา safety joint ไว้ที่จุดใดจุดหนึ่งใน HWDP นี่แหละ เพื่ออะไรนะเหรอ เผื่อ BHA ติด ดึงก็ไม่ขึ้น ทำไงๆก็ไม่ขึ้น ก็หมุนคลายเกลียวจากบนแท่น เจ้า safety joint นี่ก็จะคลายออกตรง friction pin ทำให้เราสามารถดึงก้านเจาะส่วนที่เหนือ safety joint (และส่วน top half) ขึ้นไปได้ แล้วค่อยเอาเครื่องมือ (overshot) มาจับเอาส่วนที่ค้างอยู่คือตั้งแต่ lower half ลงมาไปถึงหัวเจาะ ขึ้นไปทีหลัง

พูดภาษาช่างแบบบ้านๆ safety joint คือ ส่วนที่ถูกออกแบบมาให้ใช้แรงคลายเกลียวน้อยที่สุด นั่นแหละครับ ถ้าออกแรงหมุนคลายคลายเกลียวจากบนแท่น เจ้า safety joint นี่จะคลายหลุดก่อนเพื่อนเลย

บางคนก็ชอบใส่ safety joint ใน HWDP บางคนก็ไม่ชอบ นานาจิตตังครับ

Drill bit (bit)

จริงๆแล้ว bit เนี้ยก็ไม่เชิง dumb iron เสียทีเดียวครับ มีเทคโนโลยีอะไรๆอยู่เยอะ แต่เอาว่ามันหนักๆ และ ดูไม่มีอะไรมาก ก็จะขอผนวกเอาไว้กับ dumb iron ด้วยเลย ผมก็ได้ฝอยไปเยอะแล้วเรื่อง bit ตามลิงค์ไปก็แล้วกันครับ

ขุดหาน้ำมันกันอย่างไร? ตอน หัวเจาะ
Roller cone bit
PDC bit
Diamond impregnated bit

ส่งท้าย

ถ้ามีคำว่า pony นำหน้า BHA ตัวไหน จะหมายถึง ขนาดที่สั้นกว่ามาตราฐานที่ใช้ๆกัน เช่น pony DC คือ DC ที่สั้นกว่า 10 เมตร แต่จะเท่าไรก็ไปดูในขนาดที่ระบุเอาไว้ ที่แน่ๆ คือสั้นกว่าขนาดมาตราฐาน(10 เมตร)

จะซื้ออะไรที่ Lazada หรือ จองที่พักกับ Agoda ผ่านตรงนี้นะครับ
ช่วยค่ายาค่าขนมน้องเฟิร์นกับน้องภัทร ขอบคุณครับ 🙂

[widgets_on_pages id=”Agoda”]

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *