कठोर चट्टानों की ड्रिलिंग में डीटीएच हैमर की विफलता के कारण — चार प्रमुख दोष श्रेणियों की व्याख्या
कठोर चट्टानों में ड्रिलिंग के लिए डाउन-द-होल (डीटीएच) हैमर का उपयोग करते समय, उच्च संरचनात्मक कठोरता, भारी ड्रिलिंग भार और कठिन कार्य वातावरण के कारण कई प्रकार की त्रुटियाँ होने की संभावना बढ़ जाती है। ये त्रुटियाँ प्रवेश दर, छेद की गुणवत्ता और उपकरण के जीवनकाल को सीधे प्रभावित करती हैं। कठोर चट्टानों में ड्रिलिंग की प्रमुख स्थितियों के आधार पर, सामान्य विफलताओं को चार समूहों में बांटा जा सकता है: प्रभाव-प्रदर्शन में गिरावट, यांत्रिक घिसाव/चिपकना, कटिंग-निष्कासन प्रणाली में असामान्यताएं और विद्युत-संचरण संबंधी त्रुटियाँ। निम्नलिखित में प्रत्येक समूह के लक्षणों और मूल कारणों का विश्लेषण किया गया है।
प्रभाव-प्रदर्शन में गिरावट: लक्षण और प्रभाव: चट्टान तोड़ने की क्षमता में अचानक गिरावट। इसके विशिष्ट लक्षण हैं प्रभाव बल में कमी और प्रभाव आवृत्ति में कमी; बिट अब कठोर चट्टान को कुशलतापूर्वक नहीं तोड़ पाता और प्रवेश की गति नाटकीय रूप से धीमी हो जाती है या रुक जाती है। मुख्य कारणों में शामिल हैं:
1.1 विद्युत माध्यम आपूर्ति संबंधी समस्याएं
न्यूमेटिक (हवा से चलने वाले) हैमर के लिए, अपर्याप्त कंप्रेसर दबाव (कठोर चट्टान की ड्रिलिंग के लिए आमतौर पर आवश्यक 0.6-1.2 एमपीए रेंज से नीचे), अस्थिर वायु प्रवाह, या आपूर्ति लाइन में हवा का रिसाव/अवरोध पिस्टन को चलाने के लिए उपलब्ध दबाव को कम कर देता है।
हाइड्रोलिक हैमर के मामले में, अपर्याप्त पंप दबाव या हाइड्रोलिक तेल का संदूषण और अवरुद्ध मार्ग हैमर ड्राइव बल को कम कर देते हैं।
विद्युत माध्यम में मौजूद संदूषक (संपीड़ित हवा में नमी या धूल; हाइड्रोलिक तेल में धातु के कण) सील के घिसाव को तेज करते हैं और माध्यम की दक्षता को और कम करते हैं।
1.2 आंतरिक वायु/प्रवाह वितरण विफलताएँ
वाल्व-प्रकार के हैमर में आमतौर पर वाल्व प्लेट का घिसाव, विरूपण या जाम होना जैसी समस्याएँ होती हैं, जो समय पर वाल्व स्विचिंग को बाधित करती हैं और पिस्टन को उच्च-आवृत्ति वाली प्रत्यावर्तन गति प्राप्त करने से रोकती हैं।
वाल्व रहित डिजाइन पिस्टन/सिलेंडर प्रवाह खांचों के घिसाव या अवरोध से प्रभावित हो सकते हैं; कतरनों के जमाव से प्रवाह उत्क्रमण में देरी होती है, प्रभाव चक्र बाधित होता है और प्रभाव शक्ति में काफी कमी आती है।
1.3 पिस्टन-टू-बिट इंटरफ़ेस संबंधी समस्याएं
बिट पर उच्च आवृत्ति वाले प्रभाव पिस्टन के मुख और बिट के पिछले हिस्से पर गंभीर घिसाव का कारण बनते हैं; संपर्क इंटरफ़ेस पर बढ़ी हुई क्लीयरेंस स्थानांतरण के दौरान ऊर्जा हानि का कारण बनती है।
अनियमित बिट इंस्टॉलेशन या ढीले लोकेटिंग पिन के कारण ऑफ-सेंटर स्ट्राइक (गलत स्ट्राइक) हो सकती हैं, जिससे प्रभाव दक्षता कम हो जाती है और स्थानीय घिसाव तेज हो जाता है।
यांत्रिक घिसाव, जाम होना और संरचनात्मक विफलता लक्षण और प्रभाव: डाउनटाइम के कारण। उच्च आवृत्ति वाले प्रभावों और घूर्णी टॉर्क के तहत, यांत्रिक पुर्जे अत्यधिक घिस जाते हैं, जाम हो जाते हैं या टूट जाते हैं। सामान्य अभिव्यक्तियों में पिस्टन का जाम होना, ड्रिल-स्ट्रिंग को नुकसान और आगे/पीछे के सब-पार्ट्स का घिसाव शामिल हैं, जिनके मूल कारण निम्नलिखित हैं:
2.1 पिस्टन जाम होना और घिसावट
भारी भार के कारण पिस्टन और सिलेंडर की दीवार के बीच घर्षण बढ़ जाता है। अपर्याप्त स्नेहन (जैसे, वायवीय हथौड़ों में नियमित स्नेहन की कमी या पुराने हाइड्रोलिक तेल में चिकनाई का कम होना) और चट्टान के टुकड़ों का प्रवेश क्लीयरेंस को कम कर सकता है और पिस्टन को जाम कर सकता है। लंबे समय तक उच्च आवृत्ति पर संचालन से पिस्टन की सतह घिस जाती है और उसमें दरारें पड़ सकती हैं; गंभीर मामलों में पिस्टन टूट भी सकता है।
2.2 ड्रिल-स्ट्रिंग क्षति
ड्रिल स्ट्रिंग को टॉर्क संचारित करना चाहिए और हथौड़े का भार वहन करना चाहिए। यदि ड्रिल स्ट्रिंग की सामग्री की मजबूती अपर्याप्त है, धागे ढीले हैं, या छेद में विचलन होता है, तो स्ट्रिंग पर अतिरिक्त बेंडिंग मोमेंट लग सकता है जिससे बकलिंग, विरूपण या धागे की विफलता हो सकती है। बाहरी दीवार पर चट्टान के टुकड़ों से होने वाला घर्षण भी टूट-फूट को बढ़ाता है और सेवा जीवन को कम करता है।
2.3 जोड़ और सील की क्षति
आगे और पीछे के सब-कम्पोनेंट महत्वपूर्ण कनेक्शन घटक होते हैं; तीव्र कंपन और टॉर्क के कारण इनके थ्रेड खराब हो सकते हैं या विकृत हो सकते हैं। सील (ओ-रिंग, सील रिंग) घर्षणकारी पाउडर मीडिया और उच्च तापमान के संपर्क में आती हैं (बिट पर उत्पन्न गर्मी हैमर तक पहुंच सकती है); सील पुरानी होकर फट जाती हैं, जिससे पाउडर मीडिया का रिसाव होता है और कतरनें आंतरिक असेंबली में प्रवेश कर जाती हैं, जिससे घिसाव बढ़ जाता है।
कटिंग हटाने की प्रणाली में खराबी: लक्षण और प्रभाव: निरंतर ड्रिलिंग में रुकावट। कठोर चट्टान की कटिंग आमतौर पर कठोर और मोटी होती हैं; जब कटिंग हटाने की प्रणाली ठीक से काम नहीं करती, तो छेद का बंद होना और कटिंग का ठीक से बाहर न निकल पाना जैसी समस्याएं उत्पन्न होती हैं। लक्षणों में छेद में कटिंग का जमाव, बिट का दब जाना, ड्रिलिंग प्रतिरोध में अचानक वृद्धि और गंभीर मामलों में पाइप का फंस जाना शामिल हैं। मुख्य कारण:
3.1 अपर्याप्त कटिंग-परिवहन माध्यम
न्यूमेटिक हैमर में पर्याप्त फ्लशिंग वायु की मात्रा नहीं हो सकती है; हाइड्रोलिक हैमर में फ्लशिंग द्रव का प्रवाह अपर्याप्त हो सकता है; दोनों ही स्थितियाँ छेद के तल में फंसे कतरनों को समय पर हटाने में बाधा डालती हैं। लंबे समय तक घर्षणकारी कतरनों के परिवहन से परिवहन मार्गों (जैसे, बिट का केंद्र छेद, पिस्टन का केंद्र बोर) में घिसाव या विकृति आ सकती है, जिससे चैनल संकरे हो सकते हैं और निकासी दक्षता और भी कम हो सकती है।
3.2 ड्रिलिंग मापदंडों और कटाई के अवशेषों को हटाने के बीच बेमेल
यदि प्रवेश दर बहुत अधिक हो, तो उत्पन्न कतरनें निष्कासन प्रणाली की क्षमता से अधिक हो जाती हैं। गलत घूर्णन गति या बिट थ्रस्ट सेटिंग्स के कारण अत्यधिक मोटे कतरनें उत्पन्न हो सकती हैं जो प्रवाह मार्गों से नहीं गुजर पातीं, जिससे संचय और अवरोध उत्पन्न होता है।
3.3 छेद विचलन और कटिंग जमाव
ड्रिलिंग के दौरान छेद के टेढ़े होने से बोरहोल की दीवार पर निचले धब्बे बन जाते हैं जहाँ कतरनें जमा हो जाती हैं और फ्लशिंग माध्यम द्वारा प्रभावी ढंग से बाहर नहीं निकल पातीं। समय के साथ ये जमाव एक ठोस परत बना लेते हैं जो हैमर की गति और बिट की क्रिया में बाधा उत्पन्न करती है।
विद्युत संचरण में खराबी। लक्षण और प्रभाव: टॉर्क संचरण में खराबी या बिट तक प्रभाव ऊर्जा न पहुँचने के कारण ड्रिलिंग में रुकावट। ये खराबी आमतौर पर ड्रिल-स्ट्रिंग/हथौड़ा और हथौड़ा/बिट के जोड़ पर होती हैं। मुख्य कारण:
4.1 ढीले या क्षतिग्रस्त कनेक्शन
ड्रिल स्ट्रिंग और हैमर के पिछले हिस्से के बीच के धागे ढीले या घिस जाने, या लोकेटिंग पिन/स्प्लाइन के घिस जाने से टॉर्क का विश्वसनीय स्थानांतरण बाधित होता है और हैमर स्ट्रिंग के साथ घूमने से रुक जाता है।
हथौड़े के सामने वाले उप/बिट कनेक्शन घटकों (लॉक नट, स्नैप रिंग आदि) के घिसने या विकृत होने से बिट माउंट ढीला हो सकता है, जिससे अनियमित प्रहार हो सकते हैं जहां प्रभाव ऊर्जा चट्टान तक नहीं पहुंच पाती और समकालिक घूर्णन समाप्त हो जाता है, जिससे बिट के दांतों में असमान घिसाव होता है।
4.2 बिट क्षति के कारण संचरण विफलता
कठोर चट्टानों की ड्रिलिंग में उपयोग होने वाले बिट कटर (टंगस्टन-कार्बाइड बटन, पॉलीक्रिस्टलाइन डायमंड कटर) घिसने, टूटने या अलग होने की समस्या से ग्रस्त होते हैं। क्षतिग्रस्त बिट चट्टान से प्रभावी ढंग से जुड़ नहीं पाता, जिससे ऊर्जा कटर के माध्यम से चट्टान तक नहीं पहुंच पाती और हथौड़े की आंतरिक संरचना में वापस चली जाती है, जिससे आंतरिक झटके बढ़ जाते हैं और द्वितीयक विफलताएं उत्पन्न होती हैं।
सारांश और प्रमुख प्रभावकारी कारक: कुल मिलाकर, कठोर चट्टानों की ड्रिलिंग में सामान्य डीटीएच हैमर विफलताओं का कारण कार्य परिस्थितियों की प्रमुख विशेषताएं हैं: उच्च भार और कठोर वातावरण। प्राथमिक प्रभावकारी कारकों को तीन श्रेणियों में बांटा जा सकता है:
उपकरण की अपर्याप्त अनुकूलता: हथौड़े का मॉडल, बिट का प्रकार, या घटक सामग्री कठोर चट्टान की स्थितियों के अनुरूप नहीं हैं।
अनुचित संचालन और रखरखाव: ड्रिलिंग मापदंडों की अवास्तविक सेटिंग्स, नियमित रूप से सफाई और स्नेहन में विफलता, और घिसे हुए पुर्जों के प्रतिस्थापन में देरी।
सहायक प्रणालियों का खराब समन्वय: अस्थिर विद्युत-माध्यम आपूर्ति, और अपशिष्ट निष्कासन क्षमता और ड्रिलिंग चक्र के बीच बेमेल।
इन प्रकार की विफलताओं के मूल कारणों की पहचान करने से समस्या निवारण और निवारक उपायों के लिए एक आधार मिलता है, जिससे निरंतर और कुशल कठोर चट्टान ड्रिलिंग सुनिश्चित की जा सके।
