हर डीटीएच होल को नियंत्रित करने वाले तीन नंबर: रोटेशन, फीड और टॉर्क
हर डीटीएच ड्रिलिंग प्रक्रिया तीन मापदंडों पर निर्भर करती है: घूर्णन गति, फीड प्रेशर और घूर्णन टॉर्क। यदि ये तीनों सही हों, तो छेद अपने आप हो जाता है। इनमें से कोई एक भी गलत हो, तो या तो बिट की लाइफ बर्बाद हो जाती है, स्ट्रिंग मुड़ जाती है, या ड्रिलिंग आगे नहीं बढ़ पाती।
समस्या यह है कि ये तीनों संख्याएँ परस्पर निर्भर हैं और गहराई, चट्टान की कठोरता और बिट के घिसाव के साथ लगातार बदलती रहती हैं। अनुभवी ड्रिलर द्वारा उपयोग किए जाने वाले व्यावहारिक सूत्रों और नियमों के साथ, इनमें से प्रत्येक के बारे में कैसे सोचना है, यह यहाँ बताया गया है।
घूर्णन गति: प्रभाव के अनुसार इंडेक्सिंग का मिलान करें
घूर्णन का काम पिस्टन के प्रहारों के बीच बिट इंसर्ट्स को नई चट्टान पर ले जाना है। बिट को एक ही स्थान पर दो बार नहीं लगना चाहिए, लेकिन इसे इतना भी नहीं घूमना चाहिए कि प्रभाव क्रेटर्स के बीच अटूट लकीरें रह जाएं।
कठोर चट्टानों पर किए गए फील्ड परीक्षणों के आधार पर, सबसे उपयुक्त माप यह है: प्रत्येक प्रभाव से बाहरी गेज इंसर्ट का व्यास उसके स्वयं के व्यास के एक तिहाई से आधे तक बढ़ना चाहिए। इससे कम होने पर आप उसी चट्टान पर दोबारा प्रहार कर रहे होंगे। इससे अधिक होने पर चट्टान पर उभार बन जाएंगे।
इसके लिए एक सूत्र है: घूर्णन गति, प्रभाव आवृत्ति गुना छिद्र का व्यास, भाग पाई गुना छेद का व्यास।
n = f × d / (π × D)
जहां n घूर्णन गति (आरपीएम में), f प्रति मिनट प्रहारों की आवृत्ति (झटके की संख्या में), d गेज इंसर्ट का व्यास और D छेद का व्यास है।
इसका तर्क सरल है: प्रत्येक प्रभाव में इंसर्ट को एक इंसर्ट-व्यास के बराबर गति करनी होती है, और छेद की परिधि यह निर्धारित करती है कि एक घूर्णन में कितने इंसर्ट-व्यास समा सकते हैं। सूत्र उस ज्यामिति को आरपीएम में परिवर्तित करता है।
व्यवहार में, पानी के कुएं की खुदाई के लिए, कार्य सीमा आमतौर पर 10-30 आरपीएम होती है। कठोर चट्टान में गति धीमी होती है, जहां प्रत्येक प्रभाव को टूटने के लिए पूर्ण संपर्क समय की आवश्यकता होती है, जबकि नरम चट्टान में गति तेज होती है, जहां प्रवेश गहरा होता है और बिट झटकों के बीच अधिक दूरी तय कर सकता है।
फीड प्रेशर: इसकी रेंज आपकी सोच से कहीं अधिक व्यापक है।
फीड प्रेशर का काम बिट को चट्टान से सटाकर रखना है ताकि पिस्टन की ऊर्जा वापस उछलने के बजाय चट्टान को तोड़ने में लगे। सही मान हथौड़े के प्रकार, चट्टान की कठोरता और वायु दाब पर निर्भर करता है।
इसकी कार्य सीमा बिट व्यास के प्रति मिलीमीटर 6 से 14.6 किलोग्राम तक है। निम्नतम सीमा नरम चट्टान और कम वायु दाब के लिए है। उच्चतम सीमा कठोर चट्टान और उच्च वायु दाब के लिए है।
एक ठोस उदाहरण: 1.7 एमपीए से कम वायु दाब पर चलने वाले 152 मिमी बिट को लगभग 6 × 152 = 912 किलोग्राम बल की आवश्यकता होती है। कठोर चट्टान में, बल की सीमा के ऊपरी सिरे की ओर बढ़ें — 10, 12, या यहाँ तक कि 14 किलोग्राम प्रति मिलीमीटर — और काम करते समय बिट के व्यवहार पर नज़र रखें।
पिछले लेख में उल्लिखित गहरे छेद के लिए सुधार यहाँ भी लागू होता है: वास्तविक डाउनहोल फीड बल सैद्धांतिक मान में से ड्रिल स्ट्रिंग, हैमर और बिट के वजन को घटाने के बराबर होता है। छेद गहरा होने पर, वास्तविक बिट बल को स्थिर रखने के लिए गेज रीडिंग से लटकते हुए वजन को घटा दें।
और वही चेतावनी: अधिक फीड का मतलब अधिक पैठ नहीं है। पिस्टन ही तोड़ने का काम करता है। फीड केवल संपर्क बनाए रखने के लिए है। अधिक फीड देने से इंसर्ट घिस जाते हैं, स्प्लाइन पर भार पड़ता है और स्ट्रिंग मुड़ जाती है, जिसका कोई लाभ नहीं होता।
टॉर्क: वह संख्या जिसकी गणना कोई नहीं करता
टॉर्क पर सबसे कम ध्यान दिया जाता है क्योंकि यह आमतौर पर रोटेशन मोटर द्वारा उत्पन्न बल पर निर्भर करता है। लेकिन यह महत्वपूर्ण है, खासकर गहरी खाइयों और कठोर चट्टानों में।
सैद्धांतिक आवश्यकता बिट व्यास के प्रति मिलीमीटर लगभग 1.06 न्यूटन-मीटर है। व्यावहारिक रूप से, छेद में घर्षण, वलय में कतरन और लंबी डोरी के बढ़ते प्रतिरोध को ध्यान में रखते हुए, इससे अधिक - लगभग 2.7 न्यूटन-मीटर प्रति मिलीमीटर - की आवश्यकता होती है।
152 मिमी बिट के लिए लगभग 2.7 × 152 = 410 N·m घूर्णन टॉर्क की आवश्यकता होती है। यह व्यावहारिक आंकड़ा है, सैद्धांतिक न्यूनतम नहीं। गहरे छेदों में, अधिक टॉर्क की आवश्यकता होती है। कठोर, घर्षणशील चट्टान में, और भी अधिक टॉर्क की आवश्यकता होती है। स्ट्रिंग की लंबाई बढ़ने और चट्टान के कठोर होने के साथ टॉर्क की आवश्यकता भी बढ़ती जाती है।
यदि रोटेशन मोटर में समस्या आ रही है — जैसे कि अचानक गति बढ़ना, रुक जाना या बहुत ज़्यादा गर्म हो जाना — तो टॉर्क की मांग आपूर्ति से अधिक हो गई है। यह छेद की जांच करने का संकेत है: कहीं धातु के टुकड़े फंस तो नहीं गए हैं, दीवार ढह तो नहीं गई है या बिट जाम तो नहीं हो गया है। बस काम चलाऊ मशीन न चलाएं।
तीनों मापदंड एक साथ
इन तीनों को आपस में जोड़ने वाला ढांचा इस प्रकार है:
घूर्णन गतियह नियंत्रित करता है कि प्रहारों के बीच बिट कितनी दूरी तक अनुक्रमित होता है। बहुत धीमी गति पहले से ही टूटी हुई चट्टान पर प्रभाव ऊर्जा को व्यर्थ कर देती है। बहुत तेज गति से उभार बन जाते हैं और इंसर्ट घिस जाते हैं।
फ़ीड दबावयह नियंत्रित करता है कि बिट अपनी जगह पर टिका रहता है या नहीं। बहुत कम होने पर हैमर उछलता है और पिस्टन बिना गोली चलाए ही फायर हो जाता है। बहुत अधिक होने पर इंसर्ट घिस जाते हैं और स्प्लाइन पर दबाव पड़ता है।
टॉर्कःयह नियंत्रित करता है कि बिट घूम सकता है या नहीं। अपर्याप्त टॉर्क होने पर स्ट्रिंग छेद में ही अटक जाती है। अत्यधिक टॉर्क की मांग छेद में समस्या का संकेत देती है।
ये परस्पर क्रिया करते हैं। उच्च फीड प्रेशर से टॉर्क की मांग बढ़ जाती है। उच्च रोटेशन स्पीड से इंसर्ट पर घिसाव बढ़ जाता है। नरम चट्टान में उच्च टॉर्क का मतलब है कि बिट जाम हो रहा है। ये तीनों संख्याएँ एक प्रणाली हैं, कोई चेकलिस्ट नहीं।
जो ड्रिलर इस सिस्टम को समझता है, उसे मैनुअल की ज़रूरत नहीं होती। वे छेद की स्थिति को समझते हैं—प्रवेश दर, वापसी वायु, रोटेशन मोटर की आवाज़, नियंत्रणों के माध्यम से कंपन—और इन तीनों मापदंडों को एक साथ, लगातार, छोटे-छोटे चरणों में समायोजित करते हैं। यही अंतर है किताब के अनुसार ड्रिलिंग करने और छेद की स्थिति के अनुसार ड्रिलिंग करने में।
