เครื่องเจาะหลุมลึก คุณอาจไม่เคยได้ยินชื่ออุปกรณ์ชนิดนี้มาก่อนใช่ไหมครับ? มันเป็นเครื่องเจาะชนิดหนึ่ง ซึ่งมักใช้สำหรับการเจาะรูยึดหิน รูยึด รูระเบิด รูอัดฉีด และงานก่อสร้างเจาะอื่นๆ ในงานก่อสร้างในเมือง ทางรถไฟ ทางหลวง แม่น้ำ พลังน้ำ และโครงการอื่นๆ ในบทความนี้ ผู้เขียนจะแนะนำโครงสร้าง หลักการทำงาน และการจำแนกประเภทของเครื่องเจาะหลุมลึกอย่างละเอียด มาดูกันเลย!
องค์ประกอบกลไกของแท่นขุดเจาะผิวดินขนาดใหญ่
1. แท่นเจาะ: แท่นเจาะเป็นรางนำทางสำหรับการเลื่อนของอุปกรณ์หมุน การเคลื่อนที่ไปข้างหน้าและยกขึ้นของเครื่องมือเจาะ
2. ส่วนประกอบ: ตัวเครื่องมีโครงสร้างเป็นกล่องสี่เหลี่ยมเชื่อมด้วยแผ่นเหล็ก ใช้สำหรับเชื่อมต่อและรองรับโครงสว่าน
3. อุปกรณ์หมุน: กลไกนี้ประกอบด้วยมอเตอร์ไฮดรอลิก กลไกแกนหมุน หัวกด แผ่นเลื่อน และกลไกจ่ายอากาศส่วนกลาง โซ่ของกลไกขับเคลื่อนยึดติดกับแผ่นเลื่อนผ่านเพลาหมุดและกลไกหน่วงสปริง
4. กลไกการขับเคลื่อน: กลไกการขับเคลื่อนประกอบด้วยมอเตอร์ไฮดรอลิกสำหรับขับเคลื่อน ชุดเฟือง โซ่ และสปริงกันกระแทก
5. อุปกรณ์ปลดก้านสูบ: อุปกรณ์ปลดก้านสูบประกอบด้วยตัวก้านสูบส่วนบน ตัวก้านสูบส่วนล่าง กระบอกจับยึด และกระบอกส่งก้านสูบ
6. อุปกรณ์กำจัดฝุ่น: อุปกรณ์กำจัดฝุ่นแบ่งออกเป็นหลายประเภท เช่น การกำจัดฝุ่นแห้ง การกำจัดฝุ่นเปียก การกำจัดฝุ่นผสม และการกำจัดฝุ่นแบบโฟม
7. กลไกการเดิน: อุปกรณ์การเดินประกอบด้วยโครงเดิน มอเตอร์ไฮดรอลิก ชุดเกียร์ทดรอบแบบหลายขั้น สายพานตีนตะขาบ ล้อขับเคลื่อน ล้อตาม และอุปกรณ์ปรับความตึง
8. โครง: ชุดคอมเพรสเซอร์อากาศ อุปกรณ์กำจัดฝุ่น ชุดปั๊มน้ำมันเชื้อเพลิง ชุดวาล์ว ห้องโดยสาร ฯลฯ ล้วนติดตั้งอยู่บนโครง
9. กลไกการหมุนลำตัวเครื่องบิน: กลไกนี้ประกอบด้วยมอเตอร์หมุน เบรก อุปกรณ์ลดความเร็ว เฟืองเล็ก ตลับลูกปืนหมุน และอื่นๆ
10. กลไกการหมุนของแท่นขุดเจาะ: กลไกนี้ประกอบด้วยกระบอกหมุน เพลาบานพับ และฐานรองบานพับ ซึ่งสามารถทำให้แท่นขุดเจาะหมุนไปทางซ้ายและขวา และปรับมุมการขุดเจาะได้
11. ระบบคอมเพรสเซอร์และเครื่องดักฝุ่นแบบกระแทก: โดยทั่วไประบบคอมเพรสเซอร์จะติดตั้งคอมเพรสเซอร์ลมแบบสกรูเพื่อจ่ายอากาศอัดสำหรับระบบทำความสะอาดแบบเจ็ทของเครื่องดักฝุ่นแบบกระแทกแรงดันสูงและเครื่องดักฝุ่นแบบไหลราบ
ส่วนประกอบพื้นฐานของแท่นขุดเจาะแบบอเนกประสงค์ใต้ดิน
เครื่องมือเจาะประกอบด้วยท่อเจาะ ดอกเจาะ และหัวกระแทก ในการเจาะ จะใช้อะแดปเตอร์ท่อเจาะสองตัวเพื่อเจาะแผ่นสแตนเลส กลไกการจ่ายอากาศแบบหมุนประกอบด้วยมอเตอร์หมุน ตัวลดเกียร์แบบหมุน และอุปกรณ์หมุนจ่ายอากาศ ตัวลดเกียร์แบบหมุนเป็นชิ้นส่วนแบบปิดของเฟืองทรงกระบอกสามขั้นตอน ซึ่งหล่อลื่นโดยอัตโนมัติด้วยตัวหล่อลื่นแบบเกลียว อุปกรณ์หมุนจ่ายอากาศประกอบด้วยตัวเชื่อมต่อ ซีล เพลาแบบกลวง และข้อต่อท่อเจาะ ติดตั้งแคลมป์ลมสำหรับเชื่อมต่อและถอดท่อเจาะ กลไกการปรับแรงดันยกจะถูกยกขึ้นโดยมอเตอร์ยกด้วยความช่วยเหลือของตัวลดเกียร์ยก โซ่ยก กลไกการหมุน และเครื่องมือเจาะ ในระบบโซ่แบบปิด จะติดตั้งกระบอกสูบควบคุมแรงดัน บล็อกรอกเคลื่อนที่ และสารกันซึม เมื่อทำงานตามปกติ ก้านลูกสูบของกระบอกสูบควบคุมแรงดันจะดันบล็อกรอกเพื่อให้เครื่องมือเจาะทำการเจาะแบบลดแรงดัน
หลักการทำงานของแท่นขุดเจาะแบบลงหลุม
หลักการทำงานของเครื่องเจาะแบบลงหลุมนั้นเหมือนกับเครื่องเจาะหินแบบหมุนกระแทกทั่วไป เครื่องเจาะหินแบบใช้ลมจะรวมกลไกการหมุนกระแทกเข้าไว้ด้วย และส่งแรงกระแทกไปยังดอกสว่านผ่านก้านเจาะ ในขณะที่เครื่องเจาะแบบลงหลุมจะแยกกลไกการกระแทก (ตัวกระแทก) ออก และดำดิ่งลงไปที่ก้นหลุม ไม่ว่าการเจาะจะลึกแค่ไหน ดอกสว่านก็จะติดตั้งอยู่บนตัวกระแทกโดยตรง และพลังงานกระแทกจะไม่ถูกส่งผ่านท่อเจาะ ซึ่งช่วยลดการสูญเสียพลังงานกระแทก
เมื่อความลึกในการเจาะของแท่นเจาะแบบลงหลุมและเครื่องเจาะหินเพิ่มขึ้น การสูญเสียกำลังการเจาะหินของแท่งเจาะและข้อต่อแบบลงหลุม (การเจาะรูขนาดกลาง การเจาะรูลึก) เป็นต้น ก็เพิ่มขึ้น ความเร็วในการเจาะลดลงอย่างมาก และต้นทุนลดลง เพื่อลดการสูญเสียในการผลิตและปรับปรุงประสิทธิภาพการเจาะ จึงมีการออกแบบแท่นเจาะแบบลงหลุมในงานวิศวกรรมจริง แท่นเจาะแบบลงหลุมนี้ใช้พลังงานจากอากาศอัดเช่นกัน และหลักการทำงานคือ ตัวกระแทกแบบใช้ลมของแท่นเจาะแบบลงหลุมจะติดตั้งอยู่ที่ปลายด้านหน้าของท่อเจาะพร้อมกับดอกสว่าน เมื่อทำการเจาะ กลไกการขับเคลื่อนจะทำให้เครื่องมือเจาะเคลื่อนที่ไปข้างหน้า ออกแรงกดตามแนวแกนที่ก้นหลุม และทำให้ดอกสว่านสัมผัสกับหินที่ก้นหลุม ภายใต้การทำงานนี้ ลูกสูบจะเคลื่อนที่ไปมาและกระแทกดอกสว่านเพื่อให้เกิดการกระแทกกับหินอย่างสมบูรณ์ อากาศอัดจะไหลเข้าจากกลไกจ่ายอากาศแบบหมุนและไปถึงก้นหลุมผ่านแท่งกลวง จากนั้นผงหินที่แตกจะถูกระบายออกจากช่องว่างระหว่างท่อเจาะและผนังหลุมออกไปด้านนอกของหลุม จะเห็นได้ว่าสาระสำคัญของการเจาะหินแบบลงหลุมคือการผสมผสานวิธีการบดหินสองวิธี ได้แก่ การกระแทกและการหมุน ภายใต้แรงดันตามแนวแกน การกระแทกจะเป็นแบบไม่ต่อเนื่อง และการหมุนจะเป็นแบบต่อเนื่อง ภายใต้การกระทำดังกล่าว หินจะแตกและถูกเฉือนอย่างต่อเนื่อง ในการเจาะหินแบบลงหลุม พลังงานจากการกระแทกมีบทบาทสำคัญที่สุด
การจำแนกประเภทของแท่นขุดเจาะแบบลงหลุม
โครงสร้างของเครื่องเจาะหลุมลึกแบ่งออกเป็นสองประเภท คือ แบบชิ้นเดียวและแบบแยกส่วน ตามวิธีการระบายอากาศ แบ่งออกเป็นสองประเภท คือ ระบายอากาศด้านข้างและระบายอากาศตรงกลาง และตามรูปทรงของคาร์ไบด์ที่ฝังอยู่บนพื้นผิวการทำงานของเครื่องเจาะหลุมลึก ก็มีดอกสว่าน DTH แบบใบมีด ดอกสว่าน DTH แบบฟันเสา และดอกสว่าน DTH แบบผสมใบมีดต่อใบมีด
แท่นขุดเจาะแบบรวมชิ้นส่วน (Integrated Down-the-Hole Drilling Rig) คือแท่นขุดเจาะแบบตัวเดียวที่ประกอบด้วยหัวและหาง มีโครงสร้างที่ง่ายต่อการผลิตและใช้งาน ซึ่งช่วยลดการสูญเสียพลังงานได้ ข้อเสียคือ เมื่อส่วนหน้าของแท่นขุดเจาะเสียหาย จะต้องทิ้งทั้งแท่น แท่นขุดเจาะแบบแยกส่วน (Drill Tail) จะแยกส่วนหางออกจากกัน แล้วเชื่อมต่อด้วยเกลียวพิเศษ เมื่อหัวของแท่นขุดเจาะเสียหาย หางสว่านยังคงสามารถใช้งานได้เพื่อประหยัดเหล็ก อย่างไรก็ตาม โครงสร้างมีความซับซ้อนมากขึ้น และประสิทธิภาพการถ่ายโอนพลังงานลดลง
วันที่เผยแพร่: 25 เมษายน 2566
