डीटीएच हैमर का विकास कैसे हुआ है? विभिन्न ड्रिलिंग समस्याओं के लिए बनाए गए तीन डिज़ाइन
बाहर से देखने पर डाउन-द-होल हैमर सरल लगता है: संपीड़ित हवा अंदर जाती है, पिस्टन टकराता है, और ड्रिल बिट चट्टान को तोड़ देती है।
लेकिन उस कार्रवाई के पीछे की योजना में काफी बदलाव आया है।
ड्रिलिंग की अलग-अलग स्थितियों के लिए अलग-अलग प्रकार के हैमर की आवश्यकता होती है। ढीली मिट्टी में खोदे गए पानी के कुएं के लिए खनिज अन्वेषण के लिए खोदे गए कुएं के समान उपकरण की आवश्यकता नहीं होती है। बड़े व्यास वाले नींव के गड्ढे के लिए बिल्कुल अलग तरह की आवश्यकताएँ होती हैं।
डीटीएच हैमर के विकास का एक ही व्यावहारिक उद्देश्य रहा है: न्यूनतम ऊर्जा खपत के साथ उच्चतम ड्रिलिंग दक्षता प्राप्त करना।
डीटीएच हैमर को किस प्रकार वर्गीकृत किया जाता है?
डीटीएच हैमर को कई तरीकों से वर्गीकृत किया जा सकता है।
वायु वितरण प्रणाली के आधार पर, इन्हें वाल्व-प्रकार और वाल्व रहित हैमरों में विभाजित किया जाता है। पिस्टन व्यवस्था के आधार पर, इनमें एकल-पिस्टन और बहु-पिस्टन डिज़ाइन शामिल हैं। परिचालन दबाव के आधार पर, इन्हें सामान्यतः उच्च-दबाव, मध्यम-दबाव और निम्न-दबाव वाले डीटीएच हैमरों में वर्गीकृत किया जाता है।
ये श्रेणियाँ महज सैद्धांतिक नहीं हैं। आंतरिक संरचना वायु की खपत, प्रभाव ऊर्जा, ड्रिलिंग गति, बिट का जीवनकाल, रखरखाव की आवश्यकताएँ और हथौड़ा जिस प्रकार की संरचना को संभाल सकता है, इन सभी को प्रभावित करती है।
इसीलिए केवल बाहरी व्यास या कनेक्शन के आकार के आधार पर डीटीएच हैमर का चयन करना जोखिम भरा है। हैमर को रिग, कंप्रेसर, ड्रिल बिट, छेद के व्यास और जमीन की स्थितियों के अनुरूप होना चाहिए।
1. थ्रू-टाइप रिवर्स-सर्कुलेशन डीटीएच हैमर
एक थ्रू-टाइप रिवर्स-सर्कुलेशन हैमर डबल-वॉल ड्रिल रॉड के साथ काम करता है।
ड्रिलिंग द्रव और अपशिष्ट पदार्थ ड्रिल स्ट्रिंग के आंतरिक मार्ग से होकर गुजरते हैं, जिससे निरंतर विपरीत-परिसंचरण नमूनाकरण संभव हो पाता है। यह डिज़ाइन खनिज अन्वेषण और इंजीनियरिंग भूवैज्ञानिक जांच में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।
यह रेत, कंकड़ और बजरी से युक्त जटिल संरचनाओं में विशेष रूप से उपयोगी है। ये संरचनाएं एक साथ कई समस्याएं पैदा कर सकती हैं:
ड्रिलिंग अस्थिर हो जाती है।
पारंपरिक तरीके से कोर को निकालना मुश्किल है।
बोरवेल की दीवार ढह सकती है।
कटाई के बाद पौधों की छंटाई करना अप्रभावी हो जाता है।
ड्रिलिंग का समय और परिचालन लागत बढ़ जाती है।
विपरीत परिसंचरण चट्टान के नमूनों को लगातार सतह पर लाकर इन समस्याओं को दूर करने में मदद करता है। इससे नमूनों के गड्ढे के अन्य भागों से सामग्री के साथ मिलने की संभावना कम हो जाती है, जिससे भूवैज्ञानिक व्याख्या अधिक विश्वसनीय हो जाती है।
इसी विधि का उपयोग जल कुओं और जलभूवैज्ञानिक ड्रिलिंग में भी किया जा सकता है। यह अपशिष्ट पदार्थों को हटाने, निरंतर नमूना लेने और बोरहोल की सफाई में सुधार करने में सहायक है। उपयुक्त परिस्थितियों में, यह सतह संदूषण और अपशिष्ट पदार्थों द्वारा जल-वाहक संरचनाओं के अवरोध के जोखिम को कम कर सकता है।
अन्वेषण ठेकेदारों के लिए, महत्व केवल ड्रिलिंग की गति में ही नहीं है। एक स्वच्छ नमूना और अधिक स्थिर छेद अंतिम भूवैज्ञानिक निर्णय की गुणवत्ता में सुधार कर सकता है।
2. केसिंग-एडवांसमेंट डीटीएच हैमर
कुछ चट्टानें कठोर होने के कारण उनमें छेद करना मुश्किल होता है। कुछ अन्य चट्टानें इसलिए मुश्किल होती हैं क्योंकि छेद खुला नहीं रह पाता।
केसिंग-एडवांसमेंट डीटीएच हैमर दूसरी समस्या के लिए डिज़ाइन किए गए हैं।
ड्रिलिंग के दौरान, केसिंग हथौड़े और बिट के साथ आगे बढ़ती है। केसिंग बोरहोल की दीवार को सहारा देती है जबकि उपकरण लगातार मिट्टी में प्रवेश करता रहता है। यह विधि ढीली मिट्टी, चट्टान मिश्रित मिट्टी, अपक्षरित संरचनाओं और अन्य अस्थिर परतों के लिए उपयुक्त है।
केसिंग को आगे बढ़ाए बिना, ड्रिल स्ट्रिंग को निकालने से पहले या अगली प्रक्रिया शुरू होने से पहले ही छेद ढह सकता है। बार-बार ढहने से समय बर्बाद होता है और औजार छेद में फंस सकते हैं।
केसिंग-एडवांसमेंट सिस्टम को आमतौर पर दो मुख्य प्रकारों में विभाजित किया जाता है:
संकेंद्रित आवरण उन्नति
केसिंग और ड्रिल बिट एक ही केंद्र रेखा पर काम करते हैं। यह व्यवस्था अपेक्षाकृत सरल ड्रिलिंग मार्ग प्रदान करती है और उन संरचनाओं के लिए उपयुक्त है जहां केसिंग व्यास में अधिक वृद्धि किए बिना बिट का अनुसरण कर सकती है।
विलक्षण आवरण उन्नति
ड्रिलिंग के दौरान बिट छेद को केसिंग के व्यास से थोड़ा आगे तक फैला देता है। केसिंग के आगे बढ़ने के बाद, बिट को वापस खींचा जा सकता है या समायोजित किया जा सकता है ताकि ड्रिल स्ट्रिंग को हटाया जा सके जबकि केसिंग अपनी जगह पर बनी रहे।
यह प्रकार तब उपयोगी होता है जब जमीन के धंसने की संभावना विशेष रूप से अधिक हो।
परिचालन दबाव के अनुसार केसिंग-एडवांसमेंट डीटीएच हैमर का चयन भी किया जा सकता है। विभिन्न कंप्रेसर क्षमताओं, छेद के आकार और निर्माण स्थितियों के लिए उच्च-दबाव और निम्न-दबाव संस्करण उपलब्ध हैं।
सही चुनाव केवल हथौड़े पर ही निर्भर नहीं करता। ठेकेदारों को केसिंग का व्यास, केसिंग शू का डिज़ाइन, कंप्रेसर की क्षमता, फ्लशिंग की आवश्यकताएं और अपेक्षित भूस्खलन दर पर भी विचार करना चाहिए।
3. क्लस्टर या संयुक्त डीटीएच हैमर
क्लस्टर डीटीएच हैमर कई अलग-अलग हैमरों को एक ड्रिलिंग असेंबली में जोड़ता है।
इसका उद्देश्य बहुत बड़े छेद करने के लिए पर्याप्त ड्रिलिंग क्षमता उत्पन्न करना है। उपयुक्त विन्यास के साथ, संयुक्त डीटीएच सिस्टम लगभग 1,524 मिमी व्यास तक के छेद कर सकते हैं।
यह सामान्य उत्पादन ड्रिलिंग से बिल्कुल अलग कार्य है। बड़े व्यास के छेदों के लिए उच्च वायु मात्रा, पर्याप्त सहायक उपकरण, सावधानीपूर्वक संरेखण और कतरनों को हटाने पर कड़ा नियंत्रण आवश्यक है।
क्लस्टर व्यवस्था कई हैमर इकाइयों में प्रभाव कार्य को वितरित करती है। इसका उपयोग बड़े नींव के गड्ढों, विशेष निर्माण परियोजनाओं और अन्य अनुप्रयोगों में किया जा सकता है जहां एक पारंपरिक सिंगल डीटीएच हैमर आवश्यक छेद व्यास प्रदान नहीं कर सकता है।
असेंबली जितनी बड़ी होती जाती है, सपोर्टिंग सिस्टम उतना ही महत्वपूर्ण हो जाता है। कंप्रेसर की क्षमता, एयर-लाइन का आकार, रिग की स्थिरता, फीड फोर्स, रोटेशन कंट्रोल और लिफ्टिंग उपकरण सभी महत्वपूर्ण हो जाते हैं।
वेल्डेड हैमर से लेकर वाल्व रहित डिजाइन तक
डीटीएच हैमर का इतिहास एक सीधी रेखा नहीं है जिसमें हर नई पीढ़ी पिछली पीढ़ी को पूरी तरह से प्रतिस्थापित कर देती है।
प्रारंभिक पीढ़ी में वेल्डेड संरचनाओं का उपयोग किया गया था। बाद के डिज़ाइनों में असेंबल की जाने वाली संरचनाओं की ओर रुझान बढ़ा, जिससे निर्माण, रखरखाव और घटकों का प्रतिस्थापन अधिक व्यावहारिक हो गया।
दूसरी पीढ़ी में आमतौर पर वाल्व-आधारित वायु वितरण प्रणाली का उपयोग किया जाता था। बाद के डिज़ाइनों में वायु प्रवाह नियंत्रण को सरल बनाने और आंतरिक घिसाव वाले पुर्जों की संख्या को कम करने के लिए वाल्व रहित संरचनाएं पेश की गईं।
प्रत्येक पीढ़ी को पिछली पीढ़ी से उपयोगी विशेषताएं विरासत में मिलीं। कुछ घटक विभिन्न डिज़ाइनों में परस्पर विनिमय योग्य रहे। उदाहरण के लिए, बाद की पीढ़ी के हथौड़े के साथ उपयोग किया जाने वाला बिट, संबंधित श्रृंखला के पहले के हथौड़े के साथ संगत हो सकता है, हालांकि बाद वाले बिट में पुराने कॉन्फ़िगरेशन में उपयोग की जाने वाली शैंक ट्यूब न हो।
इस तरह की आंशिक अनुकूलता क्षेत्र में महत्वपूर्ण होती है। इससे इन्वेंट्री का दबाव कम हो सकता है और ड्रिलिंग ठेकेदारों को कई मशीनों में प्रतिस्थापन पुर्जे उपलब्ध रखने में मदद मिल सकती है।
डीटीएच हैमर खरीदने से पहले आपको क्या-क्या जांचना चाहिए?
डीटीएच हैमर चुनने से पहले, निम्नलिखित बातों की पुष्टि करें:
आवश्यक छेद का व्यास और ड्रिलिंग की गहराई
चट्टान की कठोरता और अपघर्षक क्षमता
यह संरचना स्थिर है या ढहने योग्य है
कंप्रेसर दबाव और वायु आपूर्ति
आवश्यक ड्रिलिंग गति
बिट शैंक और थ्रेड अनुकूलता
प्रतिस्थापन पिस्टन, वाल्व और घिसावट वाले पुर्जों की उपलब्धता
क्या रिवर्स सर्कुलेशन या केसिंग एडवांसमेंट की आवश्यकता है?
सबसे अच्छा डीटीएच हैमर जरूरी नहीं कि वह हो जिसमें सबसे अधिक प्रभाव ऊर्जा हो। बल्कि, वह हैमर बेहतर होता है जो वास्तविक संरचना के लिए सही प्रभाव ऊर्जा, वायु खपत और ड्रिलिंग नियंत्रण प्रदान करता है।
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