Detonation การจุดระเบิด เราทำกันอย่างไร มีกี่แบบ

Detonation การจุดระเบิด เราทำกันอย่างไร มีกี่แบบ – ได้ฤกษ์เสียที ผลัดมาตั้งแต่ต้นปีตอนเกิดเรื่องใหม่ๆ …

ผมจะคุยจากประสบการณ์อิงๆหลักการมากกว่าจะไปวิเคราะห์ว่า ใครผิดใครถูก หรือ จริงๆแล้วเกิดอะไรขึ้นในอ่าวไทยเมื่อต้นปีนี้

อย่างที่ทุกคนทราบว่าเราใช้ระเบิดในงานหลุมปิโตรเลียมเราอย่างหลากหลาย แม้ว่าในปัจจุบัน ด้วยเทคโนโลยีที่ก้าวหน้ามากขึ้น เรามีทางเลือกต่างๆมากขึ้นในการทำงานที่แต่ก่อนเราไม่มีทางเลือกอื่นนอกจากวัตถุระเบิด เช่น ใช้พลาสม่า หรือ สารเคมี ตัด/เจาะ ท่อผลิต ท่อกรุ หรือ แม้แต่ใช้มอเตอร์ไฟฟ้าติดใบมีดเล็กๆลงไปตัด/เจาะ

History of Oil Well Perforation ประวัติศาสตร์การเจาะท่อกรุ

อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีเหล่านี้ ยังมีข้อจำกัดอยู่บ้าง เช่น ความดัน อุณหภูมิ ขนาด/ความหนา ของท่อผลิต/ท่อกรุ ความใหญ่ของรูที่ต้องการ จำนวนครั้ง/เวลา ที่ต้องใช้ ถ้าต้องทำซ้ำๆหลายๆครั้ง เป็นต้น

ดังนั้น การใช้ระเบิด (explosive) ก็ยังจำเป็นอยู่สำหรับหลายๆงาน …

Detonation

การจุดระเบิด เราทำกันอย่างไร มีกี่แบบ

อารัมภบทมานานเลย … เข้าเรื่อง การจุดระเบิด หรือ ที่เรียกว่า detonating …

บอกก่อนนะครับว่า ผมจะใช้ภาษาบ้านๆ เพื่อให้คนที่ไม่มีความรู้ทางเทคนิค เห็นภาพ เข้าใจ ถ้าใช้ศัพท์เฉพาะ จะงง และ ไม่เข้าใจกัน อาจจะถูกหลัก ถูกภาษา แต่คนอ่านไม่เข้าใจ การสื่อสารล้มเหลว ก็ถือว่า บทความผมล้มเหลวด้วย งั้น ผมใช้ศัพท์บ้านๆ ศัพท์เทียบเคียงเอานะครับ

จริงๆแล้ว เราก็เห็นจากหนังฮอลลีวู้ดอยู่แล้วว่า การจุดระเบิด มีกี่แบบ กี่วิธี ลองๆมโนคิดเทียบเคียงไปนะครับ

เชื้อปะทุ (primary explosive หรือ detonator) ที่เราเรียกว่า แก๊ป นั่นน่ะ มี 2 วิธีใหญ่ๆที่เราจะจุดมันได้

1. แรงกระแทก – ง่ายๆเลย คิดถึงปืน นี่แหละ ใช้เข็มแทงชนวนติดสปริงกระแทกเข้าไป ก็ตูมแล้ว

เนื่องจาก การให้แรงกระแทกนั้นยากที่จะควบคุมได้ ผิดพลาดได้ง่ายจึงมักไม่เป็นที่นิยม แต่ก็พอมีตัวอย่างให้เห็นอยู่บ้าง เช่น ในงานจุดระเบิดเพื่อผลิต โดยหย่อนพวงระเบิดติดปลายท่อผลิต (มีทั้งข้อดี ข้อจำกัด ผมจะไม่ลงรายละเอียด)

Perforation – How to make hole in casing (เจาะรูท่อกรุได้อย่างไร)

พอเราหย่อนพวงระเบิดลงไปถึงความลึกที่ต้องการ เราก็เอาแท่งเหล็กรูปทรงกระบอกหนักๆ (drop bar) หย่อนลงไปในท่อผลิต แท่นเหล็กก็จะร่วงลงไปในท่อผลิตตามแรงโน้มถ่วงของโลก ลงไปกระแทก(หรือกดน้ำหนัก)กลไกสปริงชุดจุดระเบิด แล้วก็ตูม …

จะเห็นว่าวิธีนี้ถ้าหลุมเอียงมากๆ ไม่น่าได้ผล อาจจะต้องปั๊มช่วยผลักให้แท่งเหล็กเคลื่อนที่ลงไปถึงกลไกจุดระเบิด และ ออกแรงปั๊มเพิ่มให้กลไกสปริงทำงาน

การใช้แท่งเหล็กหย่อนลงไปนี้ เราเรียกว่า mechanical method

อีกวิธี คือ hydraulic method ซึ่งเป็นที่นิยม และ มักใช้บ่อยขึ้น เพราะหลุมสมัยใหม่ๆเอียงมากขึ้น การหย่อนแท่งเหล็กมักใช้ไม่ได้ผลเพราะต้องพึ่งแรงโน้มถ่วงของโลกเป็นหลัก

หลักการก็ง่ายๆ เรามีกลไกจุดระเบิดที่เป็นสปริงกับเข็มแทงชนวนนั่นแหละ แต่กระตุ้นให้สปริงทำงานด้วยความดันที่ปั๊มลงในท่อผลิต (ปั๊มจากปากหลุม)

กลไกก็ง่ายๆ เราหย่อนลูกบอลโลหะ กลมๆ ลงในท่อผลิต ปั๊มไล่ลูกบอล ลูกบอลก็จะกลิ้งๆหลุ่นๆลงไปตามท่อผลิต ลงไปจนถึงวงแหวน (seat) ที่ชุดจุดระเบิด มันก็จะวิ่งต่อไปไม่ได้ พอเราเพิ่มแรงปั๊มต่อไป ลูกบอลก็จะไปกดวงแหวนแรงขึ้นๆ วงแหวนก็จะขยับไปกระตุ้น (activate) สปริงเข็มแทงชนวน … ตูม …

โอเคนะครับ Mechanic กับ Hydraulic ไปแล้ว ต่อไปก็ electric

2. แบบใช้ไฟฟ้า เป็นที่นิยม เพราะควบคุมได้ง่าย ส่งกระแสไฟฟ้าลงไปก็ตูมได้ โดยมากใช้กับงานที่หย่อนระเบิดโดยใช้สายเคเบิ้ลชนิดที่ส่งกระแสไฟฟ้าผ่านได้ หรือ ที่เรียกว่า e-line (electric line)

เราส่งกระแสไฟฟ้าปริมาณหนึ่งที่กำหนดตามสเป็ก กระแสไฟฟ้าทำให้ตัวนำบางๆ (มโนว่าเป็นฟิวส์จิ๋วๆ) ร้อนจนขาด (นึกถึงหลอดไฟฟ้าแบบใส้ที่แดงจ้าร้อนจัดจนขาดนั่นแหละ)

ความร้อนนั่นแหละ จะไปจุดเชื้อปะทุ แล้วเชื้อประทุจะสร้างคลื่นแรงกระแทก (shock wave) ไปทำให้ secondary explosive เช่น prima cord (ฝักแค) ขยายเพิ่มแรงคลื่นกระแทก เพื่อไปจุดระเบิดหลักอื่นๆอีกที

ในบางงาน ก็ไม่ต้องมีฝักแค เชื้อประทุไปจุดระเบิดหลักได้เลย กรณีที่ระเบิดหลักไม่ต้องการคลื่นกระแทกแรงๆ เช่นพวก งาน packer, bridge plug etc. ที่ใช้แค่เชื้อไหม้ช้า (slow burn power)

Perforation การระเบิดเจาะผนังหลุม (Well Perforation) ทำกันอย่างไร

นั่นก็เบสิกๆนะครับ ใช้ท่อผลิตหย่อนพวงระเบิด ก็ไม่ยากที่จะสื่อสารกับชุดกลไกจุดระเบิดที่อยู่ปลายท่อผลิต ไม่แท่งเหล็ก (drop bar) ก็ ลูกบอล ถ้าใช้สายเคเบิ้ลที่นำกระแสไฟฟ้าได้หย่อนพวงระเบิด มันก็ไม่ยาก

Slick line

ทีนี้ ถ้าหย่อนระเบิดลงไปโดยใช้เคเบิ้ลที่ส่งกระแสไฟฟ้าลงไปไม่ได้ ที่เรียกว่า slick line ล่ะ … (คิดถึงเส้นสวดราวตากผ้า นั่นแหละ slick line) ไม่ทีท่อให้หย่อนอะไรลงไป ส่งกระแสไฟฟ้าก็ไม่ได้ จะจุดระเบิดอย่างไร

มี 2 เรื่อง ที่ต้องเข้าใจ firing mechanism

Firing mechanism กลไกจุดชนวน ก็มี 2 วิธี เช่น เดิม คือ สปริงเข็มแทงขนวน กับ ฟิวส์ไฟฟ้า … แน่นอนว่าสปริงเข็มแทงชนวน ไม่ต้องมีแบตเตอรี่ ส่วนฟิวส์ไฟฟ้า จะต้องมีแบตเตอรี่อยู่ในชุดกลไก (ก็เราส่งกระแสผ่าน slick line ไม่ได้ ก็ต้องมีแหล่งไฟในตัวกลไก)

Firing signal เราจะส่งสัญญานจากปากหลุม ไปที่ firing mechanism ที่อยู่ปลายสายลวด ได้อย่างไร … มีหลายวิธีครับ

วิธีทีเบสิกที่สุด คือ ตั้งเวลา ก็หย่อนระเบิดเวลาลงหลุมดีๆนี่เอง ไม่ต้องอธิบายมากเนอะ

วิธีที่นิยมกว่า คือ ใช้ความดัน อาจจะเป็นความดันโดยตรงจากปากหลุม เช่น ถ้าความดันที่ชุดกลไกมากกว่า 3500 psi ก็ ตูม (โดยความดันที่ชุดกลไก เกิดจากความดันเนื่องจากน้ำหนักของของไหล กับ ความดันที่ปั๊มเพิ่มจากปากหลุม)

การใช้ความดันอีกแบบเป็นการใช้ความดันทางอ้อม ตัวความดันไม่ได้จุดระเบิดโดยตรง แต่ใช้เป็น ชุดสัญญาณ ที่เรียกว่า pressure pulse ที่ส่งลงไป เหมือนระหัสมอส นั่นแหละ ชุดกลไกก็จะซับซ้อนหน่อย ต้องมีน้องๆคอมพิวเตอร์แหละ โดยใช้ pressure sensor ต่อกับ PLC (Programable Logic Control) ต้องคอยดักจy[สัญญาณระหัสความดัน ถ้าได้ระหัสตรงกับที่กำหนด (โปรแกรม) ไว้ กลไกก็ไปกระตุ้น firing mechanism (จะสปริงเข็มแทงชนวน หริอ ฟิวส์ไฟฟ้าก็แล้วแต่) แล้วก็ ตูม

https://www.slb.com/well-intervention/slickline-and-wireline-intervention/wireline-perforating

จะเห็นว่า firing mechanism และ firing signal นั้น สามารถ mix and match กันได้ แต่ล่ะแบบมีทั้ง ข้อดี ข้อจำกัดควรระวัง และ การใช้งานที่แตกต่างกันออกไป ซึ่งผมไม่ลงลึกล่ะ เล่าแค่พอเป็นไอเดีย

ส่งท้าย …

อย่างไรก็ตาม ไม่ว่าจะเป็นการจุดระเบิดแบบไหน ความปลอดภัย มาอันดับแรก การเตรียมระเบิด และ การต่อชนวน เป็น งานที่มีความเสี่ยงสูงมากๆ วิศวกร หรือ ช่างเทคนิค ที่ได้รับการฝึกอบรมและสอบผ่านเท่านั้น ที่สามารถทำงานนี้ได้

เนื่องจากระบบการจุดระเบิดมีหลากหลายมากๆ ดังนั้นการฝึกอบรม จึงต้องเฉพาะเจาะจงกับชนิดของระเบิดนั้นๆ โดยเฉพาะเรื่องความปลอดภัยที่มีข้อต้องทำต้องระวังที่ไม่เหมือนกัน เหมือนนักบินนั่นแหละครับ จะไปขับเครื่องอีกรุ่นหนึ่ง ก็ต้องไปฝึกไปสอบกันมาเฉพาะรุ่นนั้นๆ

การระเบิดในขณะที่เตรียมต่อชนวน(ก่อนหย่อนลงหลุม)เป็นสิ่งสุดท้ายที่เราต้องการเห็นหรือได้ยิน

ขอแสดงความเสียใจอีกครั้งสำหรับอุบัติเหตที่เกิดขึ้นในอ่าวไทยเมื่อต้นปีนี้อีกครั้ง

พ่อน้องเฟิร์นและน้องภัทร