Flow in Flow out เอาไงกันดี

• Facebook
• Twitter
• Line

Flow in Flow out เอาไงกันดี – สมัยเป็น service hands ผมสงสัยมานานแล้วว่า ทำไม ในรายงานต่างๆ เช่น DDR (Daily Drilling Report) อัตราการไหลน้ำโคลนที่ปั๊มลงหลุม เรารายงานเป็นหน่วยฟิสิกส์ เป็น ปริมาณต่อเวลา เช่น lpm (ลิตรต่อนาที) แต่พออัตราการไหลของน้ำโคลนที่ขึ้นมาจากหลุม รายงานเป็น %

คนเป็นวิศวกรก็จะงงๆว่า ทำไม(ว่ะ) ไปถาม ก็ได้คำตอบว่า มันวัดอัตราการไหลของน้ำโคลนที่ขึ้นจากหลุมไม่ได้ เพราะมันไม่ได้ขึ้นมาในท่อ แต่มันขึ้นมาในรางเหมือนแม่น้ำ

เราได้แต่เอาใบพัดไปวางให้ใบพัดมันหมุน แล้ววัดเป็นอัตราการหลุมสัมพัทธ์เอา หน่วยมันจึงเป็น %

Flow in Flow out

พอจับผลัดจับผลูได้มาเป็นวิศวกรหลุมเจาะ จึงถึงบางอ้อ เข้าใจมากขึ้น

Flow in

flow in ของน้ำโคลน เราก็ไม่ได้วัดทางตรงแบบอุตสาหกรรมอื่นเขา (กูเกิลดูหลักการวัดอัตราการไหลเอาเองนะ) แต่เราวัดโดยการคำนวน

ปั๊มน้ำโคลนเราเป็นปั๊มลูกสูบ (piston pump) เรานับเอาว่า ปริมาณ 1 กระบอกสูบมันเท่าไร แล้วเราชักกระบอกสูบ (stoke) ที่ครั้งต่อนาที ปั๊มเรามีกี่กระบอกสูบ เรามีกี่ปั๊ม ก็เอาทั้งหมดมาคูณกัน

เช่น 1 กระบอกสูบ 2 ลิตร 1 ปั๊มมี 2 กระบอกสูบ และ เรามี 3 ปั๊ม เราชัก 1 ครั้ง ต่อ นาที

อัตราการไหลรวมก็ = 2 x 2 x 3 x 1 = 12 ลิตรต่อนาที เป็นต้น

แน่นอนว่าวัดทางอ้อมแบบนี้เราสมมุติว่า ลูกสูบเราประสิทธิภาพ 100% คือ ชัก 1 ที ปล่อยน้ำโคลนได้ 2 ลิตร ตามปริมาณกระบอกสูบ แต่ความเป็นจริง ปล่อยออกไปแค่ 1.9 ลิตร ดังนั้น ประสิทธิภาพก็จะแค่ 1.9/2 = 95% ก็สมมุติอีกว่า ทุกกระบอกสูบมีประสิทธิภาพ พอๆกัน อาจจะไม่เท่ากัน มากบ้างน้อยบ้ง แต่เฉลี่ยแล้วก็ 95%

ดังนั้น อัตราการไหลจริงๆก็ 12 x 0.95 = 11.4 ลิตรต่อนาที

ประสิทธิภาพของกระบอกสูบก็ต้องคอยวัดจริง ปรับเทียบ (calibration) เอาตามกำหนดของผู้ผลิตปั๊ม ไม่คงที่ตลอดช่วงอายุปั๊ม เพราะทั้งตัวลูกสูบและเสื้อสูบมันก็สึกหรอไปตามกาลเวลาและการใช้งาน

มันก็เป็นค่าประมาณน่ะครับ ไม่แม่นเท่าไปตวงไปวัดเอาจริงๆ แต่เราก็ทำแบบนี้มาเป็นร้อยๆปี ก็ขุดน้ำมันให้ใช้กันมาได้ถึงทุกวันนี้

นี่ทำให้วิศวกรรมศาสตร์ ต่างจากวิทยาศาสตร์ เพราะวิศวกรรศาสตร์เน้นว่า ไม่แม่นมากก็ได้ แค่ใช้ทำงานได้ก็พอ ในขณะที่วิทยาศาสตร์เอาจริงเอาจังกับความถูกต้องแม่นยำมากกว่าเรา

แต่ก็ไม่ได้ทำให้ใครผิดใครถูก เพราะความแม่นยำมันก็มีประโยชน์ มีการใช้งานของมันอยู่เหมือนกัน

Mud circulation system ระบบไหลเวียนน้ำโคลน คืออะไร

Flow out

ถ้าของไหลในท่อ มันก็พอวัดได้ แบบมิเตอร์น้ำประปาหน้าบ้านเรา (หรือใช้หลักการผลต่างความดัน หรือ กัมมันตรังสี แบบในโรงงานอุตสาหกรรม) แต่ถ้าไหลในราง แบบ แม่น้ำ ลำคลอง นี้ เริ่มยาก

น้ำโคลนที่ขึ้นมาจากหลุมเจาะของเรา ก็ไมได้ขึ้นมาเป็นน้ำโคลนเปล่าๆแบบตอนปั๊มลงไปเมื่อไรกัน

ตอนขาขึ้นมา มันเอาเศษหินเศษอะไรต่อมิอะไรขึ้นมาด้วย การวัดอัตราการไหลแบบเป๊ะๆ จึงเป็นอะไรที่เป็นไปได้ยาก

ที่สำคัญคือ ไม่จำเป็นต้องเป๊ะ … ก็อย่าไปพยายามเป๊ะมันเลย 555

เรารู้คร่าวๆก็พอ เดี๋ยวตอนต่อไปข้างล่าง จะอธิบายว่าทำไมรู้ละเอียดไปก็ไม่มีประโยชน์

เราแค่เอาใบพัดไปวางไว้ในรางที่น้ำโคลนไหลขึ้นมา (mud return line) แล้ววัดว่าใบพัดมันหมุนช้าหมุนเร็วก็พอแล้ว

ถ้าอัตราการไหลของน้ำโคลนที่ปั๊มลงไปคงที่ แล้วใบพัดมันหมุนเร็วขึ้น แปลว่า มีของไหล ไหลเพิ่มเข้ามาจากก้นหลุม แค่นี้ก็พอเป็นตัวชี้วัดได้แล้วว่าต้องปิดหลุม หรือ ทำอะไรสักอย่าง (ตรงกันข้าม ถ้าใบพัดมันหมุนช้า แปลว่า เราสูญเสียน้ำโคลนไปในหลุม)

เอามาลบกันดีกว่างั้น

ถ้าอยากจะวัดเป็นเชิงปริมาณว่า เราเสียน้ำโคลนไป หรือ เราได้ของแถมขึ้นมาจากหลุม นาทีล่ะเท่าไร ก็ต้องใช้วิธีนี้ครับ

เอาน้ำโคลนที่ขึ้นมาจากหลุม ร่อนแยกเศษหินออกให้หมด แล้วเอาลงไปใส่ในบ่อน้ำโคลน (active pit) ที่เราเอาปั๊ม (mud pump) ดูดลงหลุม

เราวัดปริมาตรน้ำโคลนที่ เพิ่มขึ้น หรือ ลดลง ในบ่อได้ ไม่ยาก จริงไหมครับ เพราะเรารู้ระดับน้ำโคลนที่ เพิ่มขึ้น หรือ ลดลง (ด้วยลูกลอย หรือ อะไรก็แล้วแต่) เรารู้พื้นที่หน้าตัดบ่อ เราก็รู้ปริมาตรที่ เพิ่มขึ้น หรือ ลดลง ได้ จับเวลามาหาร ก็ได้อัตราการรั่วของน้ำโคลน หรือ อัตราการเข้ามาของของไหลจากหลุมได้

ในระยะขุดสั้นๆ ระดับน้ำโคลนในบ่อควรจะคงที่ เพราะเราปั๊มลงไป กับ ที่กลับขึ้นมา ลงบ่อเดียวกัน มันต้องเท่ากัน

ชีวิตจริง

แต่ในชีวิตจริง หลุมเรายาวขึ้นเรื่อยๆ ปริมาตรหลุมก็เพิ่มขึ้นเรื่อยๆ ขุดไปนานๆ ถ้าไม่ผสมน้ำโคลนเติมลงบ่อเพิ่ม ระดับน้ำโคลนจะต้องลดลง จริงไหมครับ

เราอาจจะบอกว่า ก็เรารู้นี่ว่า เรากำลังขุดด้วยหัวขุดขนาดเท่าไร ขุดไปแล้วกี่เมตร เราก็รู้ปริมาตรหลุมส่วนเพิ่ม เราก็เอามาคำนวนชดเชยได้กับปริมาณน้ำโคลนในบ่อที่ลดลง

ถ้าปริมาตรน้ำโคลนในบ่อลดลง เท่ากับ ปริมาตรหลุมที่เพิ่ม ก็ไม่ต้องตกใจอะไรนิ แต่ถ้าเมื่อไรไม่ลดตามปริมาตรหลุมที่เพิ่ม แปลว่ามีของแถมไม่พึ่งประสงค์ดอดเข้ามาที่ก้นหลุม (influx entry) หรือ ถ้าปริมาตรน้ำโคลนในบ่อลดลงมากกว่าปริมาตรหลุมที่เพิ่ม แปลว่าหลุมเรารั่ว (loss circulation)

ฟังดูดีมีชาติตระกูล และ ถูกหลักวิชาแป๊ะ แต่มีช่องโหว่อยู่ตรงที่ ขนาดหลุมจริง มันไม่เท่ากับขนาดหัวเจาะอ่ะดิ ดังนั้น ปริมาตรหลุมจริง จะไม่เท่ากับที่เราคำนวนได้ พอมันผิดพลาดไปเรื่อยๆ ความผิดพลาดมันจะสะสมไปๆ จนทำให้เราไม่รู้ว่า จริงๆแล้ว มันเกิดอะไรขึ้น

สรุปว่า ในชีวิตจริง เราใช้วิธีสังเกตุระดับน้ำโคลนในบ่อแบบช่วงสั้นๆเท่านั้น เราไม่สังเกตุแบบระยะยาวนื่องจากขนาดหลุมมันเพิ่มขึ้นไม่เท่ากับขนาดหัวเจาะนี่แหละครับ

นั่นทำให้ไปตอบโจทย์ข้างบนว่า เราไม่จำเป็นต้องวัด อัตราการไหลออกให้เป๊ะปังอลังการมากก็ได้ เพราะวัดได้เป๊ะไปก็มาเจอขนาดหลุมที่ยังไงๆเราก็ไม่รู้แน่นอนอยู่ดี จริงไหม รู้เป๊ะไปก็เท่านั้น

ตรงข้ามกับอัตราการไหลเข้าสู้ระบบที่เราจำเป็นต้องรู้เป๊ะปังประมาณหนึ่ง เพราะมันไปผูกโยงกับความสำคัญหลายๆเรื่อง โดยเฉพาะพลังงานกลจากการไหลของของเหลวที่เรียกว่า hydraulic power ที่ถ้าพอจำกันได้

hydraulic power = ความดัน x อัตราการไหล ไงล่ะอ้อเจ้า …

ดังนั้น เราจึงต้องรู้อัตราการไหลเข้าของน้ำโคลนที่เป๊ะประมาณหนึ่ง จึงจะคำนวนอะไรต่อมิอะไรอีกมากมายเป็นลูกโซ่ได้

โอย … เมื่อยแล้ว พอแค่นี้ จบมันดื้อๆล่ะอ้อเจ้า

• Facebook
• Twitter
• Line