วันพุธที่ 3 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2553

Schlumberger

วิวัฒนาการของการเจาะหลุมปิโตรเลียม


ในระยะเริ่มแรกการหาปิโตรเลียมยังเป็นลักษณะการสุ่ม โดยการสังเกตุจากบริเวณที่มีน้ำมันดิบไหลซึมขึ้นมาถึงผิวดินหรือในแอ่งน้ำที่มีฟองก๊าซผุดขึ้นมา มีวิธีการขุดหาแบบง่ายๆด้วยแรงคน กระทั่งในปี พ.ศ. 2402 Edwin L. Drake ผู้มีฉายาว่า " ท่านนายพัน " ได้เจาะหลุมเพื่อหาปิโตรเลียมที่ Oil Creek เมือง Titusville รัฐ Pennsylvania สหรัฐอเมริกา โดยใช้แท่นเจาะแบบ Cable Tools ซึ่งเป็น การเจาะแบบกระแทก (Percussion Drilling) โดยการใช้หัวเจาะที่ติดกับก้านเจาะกระแทกชั้นหินเพื่อให้เกิดหลุม ก้านเจาะจะเป็นตัวถ่วงให้ได้น้ำหนักตามที่ต้องการ ในการเจาะแบบนี้จำเป็นต้องทำให้ก้นหลุมแห้งหรือมีน้ำเพียงเล็กน้อย และเมื่อเจาะไปได้ 2-3 ฟุต ก็จะดึงหัวเจาะขึ้น แล้วสูบเอาเศษดินหินและน้ำที่ก้นหลุมออก จากนั้นก็ทำการกรุรอบหลุมด้วยไม้เพื่อป้องกันไม่ให้หลุมพัง (ต่อมาเมื่อเทคนิคการถลุงและหล่อโลหะดีขึ้นจึงได้กรุหลุมด้วยท่อกรุที่ทำจากโลหะแทน) การเจาะแบบนี้ ทำได้ช้ามาก หลุมไม่ลึก และเนื่องจากก้นหลุมเกือบไม่มีของเหลวอยู่ เมื่อเจาะถึงชั้นน้ำมันหรือก๊าซที่มีความดันสูง จะดันพุ่งออกมา ก่อให้เกิดอันตรายจากการระเบิดหรือไฟไหม้ได้ อย่างไรก็ตาม Edwin L. Drake ได้เจาะพบน้ำมันที่ความลึก 69.5 ฟุต และผลิตได้วันละ 20 บาร์เรล หลุมเจาะนี้เองที่วงการปิโตรเลียมถือว่าเป็นหลุมแรก และเป็นต้นแบบให้มีการพัฒนาเทคโนโลยีการเจาะหลุมปิโตรเลียม และเป็นแรงบันดาลใจให้นักสำรวจและการขุดเจาะเริ่มเข้าสู่ยุค " ตื่นน้ำมัน "

ต่อมาอีกไม่นาน มนุษย์เริ่มนิยมใช้น้ำมันก๊าดที่ได้จากการกลั่นน้ำมันดิบมากขึ้น โดยใช้เป็นเชื้อเพลิงสำหรับตะเกียงและใช้น้ำมันหล่อลื่นสำหรับเครื่องจักรไอน้ำ น้ำมันเบนซินที่ได้จากการกลั่น มักถูกทิ้งไปโดยมิได้นำมาใช้ประโยชน์ หรือขายได้ราคาถูกมาก (2เซนต์/แกลลอน) ต่อมา การใช้น้ำมันก๊าดลดลง(เอดิสันประสบความสำเร็จในการประดิษฐ์หลอดไฟฟ้า)ทำให้อุตสาหกรรมการขุดเจาะปิโตรเลียมลดลงด้วย เมื่อ Henry Ford ประดิษฐ์รถยนต์รุ่น T-1 ซึ่งใช้น้ำมันเบนซินเป็นเชื้อเพลิงออกจำหน่ายและเป็นที่นิยมในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 ทำให้อุตสาหกรรมการขุดเจาะปิโตรเลียมขยายตัวเติบโตอีกครั้ง

อย่างไรก็ตามพัฒนาการของการเจาะหลุมปิโตรเลียมในสมัยตอนต้น นับจากยุคของ Edwin L. Drake ยังคงเป็นไปอย่างเชื่องช้า ในปี พ.ศ. 2440 H.L.William ได้ทดลองตั้งเครื่องเจาะบนท่าเรือที่ยื่นออกไปในทะเลนับได้ว่าเป็นการเจาะในน้ำเป็นครั้งแรก ที่บริเวณ Summerland รัฐแคลิฟอร์เนีย และในปี พ.ศ. 2443 วิศวกรเหมืองแร่ ชาวออสเตรีย Anthony Lucus ได้นำระบบการเจาะแบบใหม่ที่เรียกว่า การเจาะแบบหมุน (Rotary Driling) มีระบบน้ำโคลน (Mud Circulation System) ในการเจาะบ่อน้ำมันที่ Spindeltop แถบ Gulf Coast Texas การเจาะแบบหมุนใช้ท่อกลวงที่เรียกว่า ก้านเจาะ (Drill Pipe) ขันเกลียวต่อกันเป็นท่อนยาว ส่วนปลายต่อกับหัวเจาะและแขวนห้อยไว้ด้วยเครื่องกว้านบนโครงสร้างหอคอย(Derrick) ก้านเจาะจะถูกทำให้หมุนด้วย จานขับก้านเจาะ(Rotary Table) ที่ขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์ และบังคับให้กว้านทำงานไปพร้อมกัน น้ำหนักของก้านจะกดหัวเจาะที่หมุนไปรอบๆบดกัดชั้นหินลงไป ขณะทำการเจาะจะต้องควบคุมน้ำหนักกดที่หัวเจาะให้คงที่อยู่เสมอ นอกจากนี้มีการปั๊มน้ำโคลนลงไปตามก้านเจาะและให้ไหลเวียนกลับขึ้นมาถึงปากหลุม น้ำโคลนจะช่วยนำพาเศษดินหินจากก้นหลุมขึ้นมา ช่วยหล่อลื่นและลดความร้อนที่เกิดขึ้นในหลุมเจาะ ช่วยเคลือบผนังหลุมและป้องกันมิให้ของไหล(น้ำหรือปิโตรเลียม)จากชั้นหินทะลักเข้าสู่หลุมอันอาจทำให้ผนังหลุมพังทะลายหรือเกิดการระเบิด ในปี พ.ศ. 2446 เริ่มมีการใช้ซีเมนต์ในงานเจาะหลุมเพื่อยึดท่อกรุให้ติดกับผนังหลุมเจาะเป็นครั้งแรกที่แหล่ง Lampoc รัฐแคลิฟอร์เนีย เพื่อป้องกันมิให้น้ำที่อยู่ในชั้นหินตอนบนไหลเข้าไปปนกับน้ำมันที่อยู่ในชั้นหินตอนล่าง การพัฒนาการเจาะที่สำคัญมากอย่างหนึ่ง ในปี พ.ศ. 2452 เมื่อ Howard R. Hughes ได้ประดิษฐ์หัวเจาะชนิด Roller Cone Bit ใช้กับการเจาะแบบหมุนเพื่อทดแทนหัวเจาะแบบเดิม ทำให้สามารถเจาะหลุมได้เร็วยิ่งขึ้น หัวเจาะแบบนี้ยังคงเป็นที่นิยมแพร่หลายจนถึงปัจจุบัน อย่างไรก็ตามแม้ว่าการเจาะหลุมในต้นศตวรรษที่ 20 จะพัฒนาก้าวหน้าไปอย่างรวดเร็วเมื่อเทียบกับยุคศตวรรษที่ 19 แต่การเจาะหลุมให้ถึงความลึกที่ต้องการเพียงอย่างเดียวยังมิใช่สิ่งรับประกันความสำเร็จในการเจาะหลุมปิโตรเลียม วิทยาการใหม่ๆจึงถูกนำมาประยุกต์ช่วยในการเสาะหาปิโตรเลียมด้วย ในปี พ.ศ. 2469 ที่เมือง El Dorado รัฐ Akansas ได้มี การทดสอบอัตราการไหล (Drill Stem Test) เป็นครั้งแรก เพื่อช่วยในการวางแผนการผลิตได้อย่างถูกต้อง ในปีต่อมา ที่แหล่งน้ำมัน Pechelbornn ประเทศฝรั่งเศส วิศวกรสองพี่น้องตระกูล Schlumberger ได้ทดลองวัดคุณสมบัติการนำไฟฟ้าของชั้นหินในหลุมเจาะเพื่อหาความลึกที่แน่นอนของชั้นหินที่ให้น้ำมันเป็นครั้งแรกของโลก และต่อมาได้มีการพัฒนาเทคนิคและวิธีการหยั่งธรณีหลุมเจาะ(Wireline Logging) ให้ได้ข้อมูลละเอียดและถูกต้องยิ่งขึ้น แต่เนื่องจากบางครั้งชั้นหินที่อุ้มปิโตรเลียมมีความสามารถในการให้ปิโตรเลียมไหลซึมได้ต่ำ จึงมีการพัฒนาเทคนิคการยิงทะลุผนังท่อกรุ (Perforation) ในปี พ.ศ. 2475 เพื่อให้ชั้นหินเกิดรอยแตกมากขึ้น ทำให้ปิโตรเลียมไหลเข้าหลุมเจาะได้ดียิ่งขึ้น ในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 2 ความต้องการใช้น้ำมันของโลกเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว น้ำมันจากแหล่งบนบกเริ่มไม่เพียงพอและเทคโนโลยีการผลิตเครื่องยนต์ให้มีกำลังสูงขึ้น การผลิตและถลุงโลหะรวมไปถึงเทคนิคการก่อสร้างที่ดีขึ้น ทำให้มนุษย์เริ่มมองหาบริเวณที่ยังไม่เคยมีการสำรวจและขุดเจาะปิโตรเลียมมาก่อน คือบริเวณท้องทะเล ในปี พ.ศ. 2490 บริษัท Kerr McGee ได้ขุดเจาะหลุมปิโตรเลียมในทะเลที่ห่างจากชายฝั่งประมาณ 10.5 ไมล์ ในอ่าวเม็กซิโก ซึ่งน้ำทะเลลึกประมาณ 18 ฟุต ด้วยแท่นเจาะแบบเรือ Barge-tender และอาจนับได้ว่าเป็นหลุมแรกที่เจาะในทะเลที่แท้จริง นอกจากนี้ มีการนำวิทยาการ เทคนิคใหม่ มาปรับปรุงการเจาะตลอดเวลา เช่น เทคนิคการเจาะหลุมปิโตรเลียมในแนวราบ (Horizontal Well Drilling) ที่เริ่มใช้ในรัสเซีย และเทคนิคการตรวจวัดความเอียงของหลุมเจาะแบบใหม่ การนำวิธีการเจาะโดยใช้ Top Drive มาใช้หมุนก้านเจาะแทนที่ Rotary Table หรือการพัฒนาหัวเจาะแบบเพชรสังเคราะห์ (PDC ; Polycrystalline Dimond Bit) มาใช้ในการเจาะ และเทคนิคการเจาะหลุมแบบ Slim Hole Well (การเจาะหลุมที่มีเส้นผ่าศูนย์กลางที่เล็กกว่าเดิม) เทคนิคต่างๆดังกล่าว ช่วยให้การปฏิบัติงานเจาะเร็วขึ้น ทำให้ค่าใช้จ่ายลดลงมากกว่า 30%




Grouting Cement

การอัดน้ำปูน (Grouting Cement)
1 เครื่องมือและอุปกรณ์การอัดน้ำปูน
- เครื่องมืออัดน้ำปูน Mono Pump
- เครื่องผสมปูน (Mixer Tank)
2 วัสดุ Grouting Cement
วัสดุ Grouting Cement เป็นส่วนผสมของปอร์ดแลนด์ซีเมนต์ชนิดที่ 1 ผสมกับน้ำ และ Admixture
โดยมีอัตราส่วนของน้ำ ต่อ ซีเมนต์ (W/C RATIO) ไม่เกิน 0.45 โดยน้ำหนักดังอัตราส่วนต่อไปนี้
- ปอร์ตแลนด์ซีเมนต์ชนิดที่ 1 =50 kg.
- ADMIXTURE (Aluminum) ส่วนผสมตามสูตรของ Admixture แต่ละชนิด
- น้ำ = 20 - 22 ลิตร
ก่อนจะนำส่วนผสมไปอัดน้ำปูน จะต้องทำการทดสอบการไหล (Test Flow Rate) ของส่วนผสมก่อน
โดยให้ได้อัตราการไหลประมาณ 11 วินาที โดยใช้ปริมาตร 1.7 ลิตร และจะต้องทำการเก็บลูกปูน
ไว้ทดสอบกำลังอัด (151 ksc อายุ 7 วัน),(280 ksc อายุ 28 วัน)
หมายเหตุ ปริมาตร 1.7 ลิตร ใช้เวลาประมาณ 7 - 8 วินาที
3 ขั้นตอนการอัดน้ำปูน
- ก่อนการอัดน้ำปูนจะต้องทำการอุดปูนทรายหุ้มสมอยึด เพื่อป้องกันการรั่วของน้ำปูน Grout บริเวณสมอยึด
หมายเหตุ ทำการตัดปลายลวดก่อนทำการอุดปูนทรายหุ้มสมอยึด
- ทำความสะอาดท่อร้อยลวดอัดแรง โดยการอัดน้ำหรือเป่าลมเข้าไปในท่อเพื่อไล่สิ่งสกปรกที่อยู่ภายในท่อออก
และยังเป็นการตรวจสอบว่าท่อตันหรือไม่ ถ้าตันให้ทำการเจาะรูใหม่ เพื่อให้สามารถอัดน้ำปูนได้เต็ม
- ทำการอัดน้ำปูนเข้าไปในท่อร้อยลวดอัดแรง ผ่านท่อ Air vent ด้านหนึ่งให้น้ำปูนไหลผ่านท่อ Air vent ที่ปลาย
สมอยึดอีกด้านหนึ่ง แล้วจึงทำการปิด Air vent ที่ปลายสมอยึดด้านท้าย คงค้างแรงดันอย่างน้อย 50 PSI หรือ
3.5 ksc. เป็นเวลา 5 วินาที ก่อนทำการปิดท่อ Air vent (โดยการพับท่อ Air vent ที่อัดน้ำปูนไว้เพื่อรักษาความดันภายในท่อไว้)
- ภายหลังจากอัดน้ำปูนทิ้งไว้อย่างน้อย 24 ชั่วโมง จึงค่อยตัดท่อ Air vent โดยสกัดเข้าไปในเนื้อคอนกรีต
ประมาณ 2 - 3 ซม. แล้วจึงทำการ Grout ปูนแต่งผิวคอนกรีต
ข้อระวัง
Bearing plate บางจุดที่ covering น้อยหรือ เหล็กเสริมไม่ถูกต้องตาม spect เวลาดึงลวดอาจทำให้คอนกรีตระเบิดได้

Critical hydraulics


i = ΔT/ΔL

.:. i =0.2(max) - 0.1


ัอัตราการไหล Q = kAi
k= 0.1 cm/ses
A=พื้นที่หน้าตัด

แหล่งที่ตั่งเขื่อน

การหาแหล่งที่ตั้งเขื่อน จาก แผนที่ บ้านชำป่างาม





ดูตำแหน่งที่้มีแม่น้ำมาบรรจบกันจาก Index map




จากรูปเส้นสีแดง คือ ที่ตั้งเขื่อน

วันพุธที่ 27 มกราคม พ.ศ. 2553

Trent Drilling

การจำแนกดิน

1. แบ่งตามลักษณะขนาดเม็ดดิน เป็นพวกเม็ดหยาบได้แก่ กรวด (Gravel) และทราย (Sand) และพวกเม็ดละเอียด ได้แก่ ดินเหนียว (Clay) และดินทราย (Silt)

2. แบ่งย่อยตามลักษณะการกระจายของเม็ด สำหรับพวกเม็ดหยาบเป็นพวกที่เม็ดคละหลายขนาด (Well Graded) และเม็ดไม่คละ เนื่องจากมีเม็ดขนาดเดียวกันมากหรือขนาดเม็ดขาดช่วง (Poorly Grade)

3. แบ่งย่อยตามค่า Atterberg’s Limits สำหรับพวกเม็ดละเอียด เรียกว่า Plasticity เช่น พวกมีค่า L.L. และ P.I. สูงเรียกว่า High Liquid Limit เป็นต้น
เมื่อถึงขั้นสุดท้าย จะมีอักษรย่อแทน 2 ตัว (ในกรณีก้ำกึ่งใช้ 4 ตัว) เช่น CH, GW, SP หรือ GM-GC, ML-CLโดยการนำค่า LL และ PI เทียบใน Plasticity Chart


K(Permeability) ; ค่าความซึมผ่านของน้ำ (V=ki)


I(Point Load Strength) ; ค่าการรับแรงกดแบบจุด

R (Rock Quality Designation (RQD%) ) ;คุณภาพของหินที่เจาะเก็บ

---- RQD% = ผลรวมของความยาวของตัวอย่างหินที่ยาวกว่าหรือเท่ากับ 1 เซนติเมตรขึ้นไป หารด้วยช่วงระยะของการเจาะเก็บตัวอย่าง คูณด้วย 100<25%>

C(Core Recovery (CR%)) ;ตัวอย่างหินที่เจาะเก็บ

CR% = ผลรวมของความยาวของตัวอย่าง หินที่เจาะไ้ด้ทั้งหมด หารด้วยช่วงระยะของการเจาะเก็บตัวอย่าง คูณด้วย 100
<60% = Very Poor rock
60-70% = Poor Rock
70-80% = Fair Rock
80-90% = Good Rock
90-100% = very Good Rock

N(Standard penetration test) ; การตอกทะลองแบบมาตรฐาน


วันพุธที่ 11 พฤศจิกายน พ.ศ. 2552

Taylor's chart

Taylor's stability chart is the main tool used for engineering analysis of simple homogeneous slope stability problems. It is likely that this situation will continue in the future. One of the main deficiencies of Taylor's original presentation is that it does not provide a convenient, general tool for establishing the critical slip circle associated with a given stability problem. Critical circles define the extent of the potentially unstable zone, and this information is quite useful in many practical situations. The present work completes Taylor's classical investigation of stability of homogeneous slopes, and presents the tools necessary in order to establish not only stability numbers (safety factors), but also critical slip circles associated with those numbers. The information defining critical slip circles is presented in a simple chart form which is convenient for practical applications






ทำไมต้องศึกษาวิธีคิดแบบ Taylor's chart

สามารถหาการความลาดชั้นและจุดวิบัติของชั้นดินได้ และยังมีความปลอดภัยดี
โดยการหา factor safety

การเปรียบเทียบการวิบัติ slope ชั้นดิน กับ slope ชั้นหิน

มวลดินหรือหินมีชนิดของการพังทลาย (lype of failure) แตกต่างกัน ทังนี้เพราะการกําเนิด ลักษณะ ของโครงสร้าง และความเชือมแน่นของดินและหินแตกต่างกัน

การเคลื่อนตัวลงสี่ต่ําของมวลดินและหินตามไหล่เขาหรือไหล่ถนนอย่างทันทีทันได ในช่วงระยะ เวลาสั้นๆ ในเชิงวิศวกรรมมีชื้อเรียกรวมกันไปว่าเป็น ดินถล่ม (landslide) หรือ หินถล่ม (rockslide)การ เครือนตัวของดินและหิน มีความแตกต่างทั้งขนาด ปริมาร และระดับลึกของการเคลือนตัว
รูปแบบของการวิบัติดิน
การคืบ การไหล การเลื่อนหลุดเป็นกะบิ การเลื่อนไถลตามระนาบ

การคืบดิน (creep) เป็นมของมวลดิน (หรือหิน) ที่มีการเคลือนที่อย่างช้าๆ (น้อยกว่า 10 มม./ปี) ลงไปตามลาดเขาโดยอิทธิพลของแรงโน้มถ่วงของโลก ความชื้นในบรรยากาศและน้ําฝนเป็นตัวการ ที่สําคัญ ลักษณะนี้สังเกตุเห็นได้ในบริเวณที่มีการสะสมับถมบนลาดเชิงเขา ในรูปจะเห็นว่าตรงบริเวณ นั้นหลักที่ปักไว้ เสาโทรสาร หรือ ผนังกั้นดินเอนลงตามทิศทางการคีบของมวลดิน

การพังทลายของหิน
1.หินหล่น (Rock fall)
เป็นการหลุดออกจากชิ้นส่วนหิน ในลักษณะของชิ้นส่วนอิสระ เมื่อมีการผุพังหรือสึกกร่อน มักพบตามบริเวณหน้าผา หรือความลาดเอียงที่ชัน ตามปกติหินหล่นไม่จัดเป็นปรากฏการณ์หินถล่ม
2.การเลื่อนไถลของลานหินตีนผา (Scree Or Talus Slide )
เป็นการหักพังตามธรรมชาติของหินลงมากองอยู่ตีนผา(เป็นหินถล่มแบบหนึ่ง)ตัวการที่มากระทํา เป็นกระบวนการทางกายภาพ หรือจากกิจกรรมที่มนุษย์ทําขึ้น ตัวอย่าง เช่น การทําการขุดเจาะหินบริเวญ ตีนเขาการระบายน้ําออกจากความลาดเอียงไม่เพียงพอ การเพิ่มความดันน้ําในมวลหิน ตัวการเหล่านี้ก่อให้เกิดความไม่มีเสถียรภาพของความลาดเอียงทั้งนั้น
3.การถล่มของหินอย่างรวดเร็ว (Rock avalanche )
เป็นการเลื่อนไถลของหินแบบหินถล่มลงมาจากที่ลาดชันอย่างรวดเร็ว ตามแรงโน้มถ่วงของโลก (อัตราความเร็วอาจถึง 320 กม./ชม.)ตามปกติเกิดเป็นมวลหินปริมาณมากมหาศาล และเลื่อนไถลเป็น ระยะทางไกล สามารถทําลายสิ่งต่างๆ ที่อยู่ในทางผ่านได้