Casing (ท่อกรุ) … คืออะไร สำคัญไฉน

สวัสดีครับ วันนี้จะมาแนะนำให้รู้จักท่อเหล็กอีกท่อหนึ่งที่มีตวามสำคัญมากในงานขุดเจาะของเรา เราเรียกมันติดปากว่า casing กว่าผมจะรู้ว่าภาษาไทยมันเรียกว่าท่อกรุก็หลายปี เนื่องจากผมเริ่มต้นทำงานในวงการฯนี้ในต่างประเทศเลยไม่จำเป็นต้องรู้ว่าของแต่ล่ะอย่างที่ใช้เนี้ยมันเรียกภาษาไทยว่าอย่างไร จนได้กลับมาทำงานในประเทศไทยเมื่อสิบปีกว่ามานี่และได้ทำงานเกี่ยวข้องกับหน่วยราชการไทยจึงมีความจำเป็นต้องรู้ว่าอะไรต่อมิอะไรที่เราใช้นั้นภาษาไทยมันว่าอย่างไร เพราะหนังสือราชการให้ใช้ภาษาไทย ก็หาแปลกันวุ่นอยู่พักนึง ของบางชิ้นอุปการณ์บางอย่างก็แปลออกมาแล้วจั๊กกะจี้ดี เช่น BOP (Blow Out Preventor) แปลว่า อุปกรณ์ป้องการการพลุ่ง

อะ อะ ออกนอกเรื่องไปเยอะ กลับมาๆ casing เนี้ย เราจะเห็นกองกันพะเนิน เกลื่อนตามท่าเรือที่สงขลา หรือ ลานกระบือ ตากแดดตากฝนอยู่ในรั้วที่เก็บ (yard) ยอมรับว่าสมัยทำงานใหม่ๆเป็น wireline engineer ผมก็ไม่รู้หรอกว่ามันสำคัญอะไรยังไง ก็คิดว่าเป็นท่อเหล็กธรรมดาๆที่ใส่ลงไปในหลุมกันชั้นหินถล่มลงมาปิดหลุมที่อุตส่าห์ขุดอย่างยากลำบาก แต่พอมาเป็นวิศวกรขุดเจาะแล้ว ถึงรู้จักและเข้าใจมันยิ่งขึ้น โดยเฉพาะได้มีโอกาสไปดูโรงงานผลิต 3 ครั้ง เพื่อตรวจสอบคุณภาพการผลิต

อย่าที่บอกแหละครับว่า หน้าที่ของมันคือใส่ลงไปในหลุมในแต่ล่ะช่วง เพื่อกันไม่ให้ชั้นหินถล่มลงมา

 

Liner คือ casing ที่ปลายของมันไม่อยู่ที่ปากหลุม แต่แขวนไว้กลางหลุม เพื่อประโยชน์บางประการ เอาไว้จะมาเล่าให้ฟังทีหลังก็แล้วกันครับ

 

 

มาว่ากันต่อ

ผมว่าเราเริ่มกันที่ specification ของมันดีกว่า ว่าแต่ล่ะตัวมันมีความหมายและการใช้งานอย่างไร

7″ 29# L80 BTC R3

7″ นั่นคือขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางภายนอก (OD) ครับ มีไล่ไปเรื่อยๆ ตั้งแต่ 4.5″ ไปยัน 30″ ขนาดมันจะแปลกๆก็มีเช่น 9 5/8″ 13 3/8″ 13 5/8″ 10 3/4″ ผมก็ไม่เข้าใจว่าทำไมไม่ทำมาถ้วนๆ เคยถามคนเก่าๆในวงการแล้วก็ไม่ได้คำตอบที่น่าจะใช่ แต่มีคำตอบนึงที่น่าจะใกล้เคียงคือว่า สมัยก่อนนู้น วงการขุดเจาะเพิ่งเกิด เรายืมท่อพวกนี้มาจากอุตสาหกรรมเหมือง หรือ อุตสาหกรรมอื่นๆ เราไม่ได้กำหนดเอง เขามีอะไรก็เอามาใช้ ก็เลยติดขนาดเหล่านี้มาเรื่อย จริงเท็จอย่างไร ไม่สามารถรับรองได้ครับ

อีกอย่าง casing (และ tubing – ท่อผลิต) เนี่ย เราเรียกอีกอย่างว่า OCTG ย่อมาจาก Oil Country Tubular Goods อย่าถามผมนะครับว่าชื่อนี้มาอย่างไร จนปัญญา แต่ถ้าเห็นคำนี้ OCTG ที่ไหน มันหมายถึง casing กับ tubing

อุ้ย เลยออกนอกเรื่องอีกแล้ว มาต่อกันดีกว่า

29# นี่ก็คือ ความหนักของ casing หน่วยเป็นปอนด์ ต่อความยาว 1 ฟุตครับ เช่น 29# คือ casing นี้ 1 ฟุต จะหนัก 29 ปอนด์ ดังนั้น ยิ่งหนัก ผนัง casing ยิ่งหนา เส้นผ่าศูนย์กลางภายใน (ID) ยิ่งเล็ก แต่ ความทนแรงดึง (tensile load) ทนแรงอัดจากภายใน (burst load) ทนแรงอัดจากภายนอก (collapse load) ได้มากขึ้น ซึ่งจะมีผลอย่างมากมายต่อการเลือกใช้งาน

L80 ตัว L นี่เกี่ยวดองกับขบวนการผลิต อืม … ซับซ้อนนิดนึง ในขบวนการผลิต casing เนี้ย มีการทำให้เหล็กร้อนขึ้นและเย็นลงเพื่อทำให้โมเลกุลของเหล็กมีการจัดเรียงตัวใหม่ เพื่อให้ได้คุณสมบัติทางกายภาพ (ทนแรงดึง ทนแรงกด เฉือน ความแข็ง ฯลฯ) และ คุณสมบัติทางเคมี (ทนก๊าซ ทนการกัดกร่อนของสารเคมี) ตามที่ต้องการ แต่ล่ะผู้ผลิตก็มีเทคนิคตรงนี้แตกต่างกัน กันไป โดยมีมาตราฐานกลางของ API (American Petroleum Industry) ในบางสูตร เช่น L N Q P เป็นต้น

แล้ว 80 ตัวหลังล่ะ บอกอะไร มันบอกความสามารถในการทนแรงดึงครับ หน่วยเป็น 1000 psi คือ ปอนด์ต่อตารางนิ้ว เช่น 80 นี้ก็คือ 80000 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว

เช่น casing 7″ 29# เรารู้เส้นผ่าศูนย์กลางภายนอก เรารู้น้ำหนักต่อ 1 ฟุต คือ 29 ปอนด์ เรารู้ความหนาแน่นของเหล็ก 7.82 kg/m3 ก็แก้สมการหาเส้นผ่าศูนย์กลางภายในได้ พอเราได้เส้นผ่าศูนย์กลางภายใน เราก็สามารถคำนวนหาพื้นที่หน้าตัดท่อได้ จริงไหมครับ คณิตศาสตร์เด็กมัธยม เรารู้ความสามารถทนแรงดึง 80000 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว เราเอาไป 80000 ไปคูณพื้นที่หน้าตัดที่คำนวนได้เป็นตารางนิ้ว เราก็จะรู้ว่าท่อนี้ทนแรงดึงได้กี่ปอนด์

ยุ่งไปไหม … ในชีวิตจริงเราเปิดตารางเอาครับ 555 แต่นี่คือความแตกต่างระหว่าง วิศวกรจริงๆที่รู้จริง กับวิศวกรที่เป็นแต่ใช้ตาราง ใช้โปรแกรม โดยไม่รู้หลักการที่มาที่ไป เชื่อไหมครับ ผมถามวิศวกรหลายคนว่า 80 นี่คืออะไรนี่ยังตอบกันไม่ค่อยได้ว่าคืออะไร สรุปว่า เลขนี้ # ยิ่งเยอะ ยิ่งทำให้ท่อทนแรงดึงในแนวท่อได้มาก (tensile strength)

BTC ตัวนี้จะบอกว่า เกลียวประเภทอะไร เช่น BTC ย่อมาจาก buttress เป็นเกลี่ยวมาตราฐานหนึ่งของ API ซึ่งไม่สามารถป้องกันการรั่วซึม(leak)ของก๊าซได้ เราใช้เกลียวแบบนี้เฉพาะในหลุมที่ไม่มีก๊าซในชั้นหิน เกลียวที่ป้องกันการรั่วซึมของก๊าซได้เราเรียกว่า premium thread ซึ่งก็เป็นความลับทางการค้าและเทคนิคของผู้ผลิตแต่ล่ะเจ้า  เช่น VAM, FOX, JFE bear เป็นต้นครับ

มาถึงตรงนี้ก็จะบอกเสียเลยว่า casing เนี้ย เขาทำออกมาปลายสองด้านเป็นเกลียวตัวผู้ทั้งคู่นะครับ เขาต้องผลิตตัวเชื่อต่อขึ้นมา เราเรียกว่า coupling เป็นท่อสั้นจุดจู๋ ปลายเป็นเกลียวตัวเมียทั้งสองด้าน ก็คือส่วนสีน้ำเงินในรูปข้างบน หรือ ชิ้นสีแดงในรูปข้างล่าง ซึ่งแน่นอนว่า คุณสมบัติต่างๆของ coupling จะต้องเท่ากันหรือดีกว่า casing ที่ใช้มันเชื่อมต่อ

 

 

 

ส่วนเวลาจัดส่งก็จะเอา coupling ติดมาให้ที่ปลายด้านหนึ่ง เหมือนในรูปนี้ครับ

 

 

R3 ตัวสุดท้ายนี่คือ range ครับ จะบอกว่า casing นี้ยาวเท่าไร ตอนแรกนั้นผมไม่เข้าใจว่าทำไมจึงไม่สามารถทำ casing ออกมาให้เท่ากันได้ทุกท่อนๆ ถ้าไม่เท่าก็ตัดให้มันเท่าซิ 555 แต่พอไปดูวิธิการผลิตกับตา จึงเข้าใจว่า โดยวิธีการผลิต ทำให้เท่ากันไม่ได้จริงๆ ส่วนจะตัดท่อนที่ยาวให้ได้เท่ากับท่อนที่สั้นที่สุด ก็ไม่ได้อีก เพราะไม่รู้ว่าไอ้ท่อนที่สั้นที่สุดมันจะสั้นเท่าไร 555 และ เสียดายเหล็กที่ตัดออกด้วย เลยปล่อยให้มันยาวไม่เท่ากันซะงั้น โดยการการสั่งซื้อก็จะระบุว่า ช่วงความยาวว่าท่อนที่ยาวเท่านี้ถึงเท่านี้ เรียก R1 R2 R3 ตามลำดับ โดย R3 จะยาวที่สุด จริงๆเขากำหนดแค่ R2 ครับ ถ้าสั้นกว่าขั้นต่ำของ R2 ก็คือ R1 ถ้ายาวกว่าขั้นสูงของ R2 ก็เรียก R3

เอาล่ะครับ ปิดท้ายด้วยวิธีเอามันลงหลุม … ก็เอามาทีล่ะท่อน เอาปลายเกลียวตัวผู้ปักลง เอาด้านที่เป็นเกลียวตัวเมียหรือด้าน coupling หงายขึ้นต่อกกันลงไปครับ

 

 

Leave a Reply

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