หัวเจาะแบบไทรโคเน (Tricone) สำหรับการขุดเจาะหินแข็ง | หัวเจาะแบบโรลเลอร์โคเน (Roller Cone Bit) ชนิด TCI

เหมาะสำหรับการขุดเจาะที่มีความเร็วรอบสูง (high RPM) และน้ำหนักกดลงบนหัวเจาะสูง (high WOB) นอกจากชั้นหินแบบทั่วไปแล้ว ชุดหัวเจาะนี้ยังได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับการขุดเจาะในชั้นหินที่มีลักษณะไม่สม่ำเสมอ ซึ่งประกอบด้วยหลายชั้นที่สลับกันอยู่ และมีการสั่นสะเทือนจากแรงกระแทกอย่างรุนแรง

1. ใช้โครงสร้างแบริ่งแบบลอยตัว (floating bearing structure) ชิ้นส่วนที่ลอยตัวทำจากวัสดุใหม่ที่มีคุณสมบัติแข็งแรงสูง ยืดหยุ่นสูง ทนความร้อนสูง และทนการสึกหรอสูง โดยผ่านการเคลือบพื้นผิวด้วยสารหล่อลื่นแข็ง (solid lubricant) ซึ่งช่วยลดความเร็วเชิงเส้นสัมพัทธ์ระหว่างคู่แบริ่ง พร้อมทั้งลดการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิที่ผิวสัมผัสของแบริ่ง จึงสามารถยืดอายุการใช้งานและเพิ่มความน่าเชื่อถือของแบริ่งได้อย่างมีประสิทธิภาพภายใต้สภาวะการขุดเจาะที่มีค่า WOB สูงหรือ RPM สูง

2. ใช้ซีลโลหะความแม่นยำสูง ซีลโลหะประกอบด้วยแหวนซีลโลหะคู่หนึ่งที่ออกแบบและกลึงอย่างพิถีพิถัน เพื่อทำหน้าที่เป็นซีลแบบไดนามิกตามแนวแกนสำหรับตลับลูกปืน โดยมีแหวนเร่งแรงยางที่มีความยืดหยุ่นสูงมากสองชิ้น ติดตั้งอยู่ในบริเวณซีลของส่วนก้าน (shank) และส่วนกรวย (cone) ตามลำดับ เพื่อทำหน้าที่เป็นซีลแบบสแตติก การบีบอัดซีลที่ผ่านการปรับแต่งให้เหมาะสมช่วยให้พื้นผิวซีลของแหวนโลหะทั้งสองชิ้นสัมผัสกันได้อย่างมีประสิทธิภาพ

3. ใช้กรวยแบบล็อกด้วยลูกบอล (ball-locked cones) เพื่อรองรับการหมุนที่มีความเร็วรอบสูง (high RPM)

4. มีถังเก็บหล่อลื่นแบบยางทั้งหมด ซึ่งสามารถจำกัดความต่างของแรงดันและป้องกันไม่ให้ของเหลวสำหรับการเจาะ (drilling fluid) เข้าสู่ระบบหล่อลื่น จึงให้การรับประกันการหล่อลื่นที่ยอดเยี่ยมแก่ระบบตลับลูกปืน

5. ใช้จาระบีชนิดใหม่ที่ทนความร้อนสูงได้ถึง 250°C และมีคุณสมบัติต้านการสึกหรอ

6. สำหรับหัวเจาะแบบใส่ใบมีด: ใช้ใบมีดคาร์ไบด์ที่มีความแข็งแรงสูงและทนต่อการกระแทกสูง พร้อมออกแบบจำนวนแถว จำนวนฟัน ความสูงของฟันที่โผล่ออกมา และรูปทรงของใบมีดให้เหมาะสมที่สุด เพื่อเพิ่มความต้านทานต่อการสึกหรอและประสิทธิภาพในการตัดอย่างสูงสุด สำหรับหัวเจาะแบบฟันเหล็ก: พื้นผิวของฟันจะถูกเคลือบด้วยวัสดุทนสึกหรอชนิดใหม่ เพื่อรักษาอัตราการเจาะ (ROP) ที่สูงไว้ในขณะเดียวกันก็ยืดอายุการใช้งานของฟัน

เพื่อแก้ไขปัญหาความล้มเหลวทั่วไปของหัวเจาะหินแบบดั้งเดิมในชั้นหินแข็ง เช่น การหักของฟัน การสึกหรอของฟัน การสึกหรอของปลายกรวย และการสูญเสียขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของหัวเจาะ (gauge loss) จึงได้พัฒนาหัวเจาะสำหรับชั้นหินแข็งโดยเฉพาะ ซึ่งมีระบบซีลผิวโลหะ (metal face seals) และโครงสร้างส่วนก้านหลัง (shank-back) ที่เสริมความแข็งแรง เพื่อตอบสนองความต้องการในการเจาะชั้นหินแข็ง

1. อายุการใช้งานยาวนาน ความน่าเชื่อถือสูง อัตราการเจาะ (ROP) เร็ว และรักษาระดับขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง (gauge) ได้ดีเยี่ยม

2. ตัวเลือกที่เหมาะที่สุดสำหรับการเจาะในชั้นหินแข็งและมีความขัดสีสูง

3. ช่วงขนาด: 7 7/8 นิ้ว ถึง 12 1/4 นิ้ว

4. อายุการใช้งานของหัวเจาะยาวนานขึ้นและความน่าเชื่อถือที่โดดเด่น

แบริ่งแบบจาระบีใช้เทคโนโลยีการเชื่อมพ่นผิวแบบอัตโนมัติเต็มรูปแบบด้วยโลหะผสมที่ทนต่อการสึกหรอ ในขณะที่รูทรงกรวยได้รับการเคลือบด้วยสารหล่อลื่นแข็งคอมโพสิตประสิทธิภาพสูงรุ่นที่ 3 ซึ่งช่วยเพิ่มความสามารถในการรับโหลดของแบริ่ง และปรับปรุงสภาพแวดล้อมในการทำงานของแบริ่งผ่านผลร่วมกันของสารหล่อลื่นแข็งคอมโพสิตและจาระบีสังเคราะห์ขั้นสูง ทำให้แบริ่งสามารถรองรับน้ำหนักที่กระทำต่อปลายดอกสว่าน (WOB: Weight on Bit) ได้สูง

เทคโนโลยีการเสริมความแข็งแรงบริเวณปลายกรวย

ดอกสว่านสำหรับชั้นหินแข็งใช้เทคโนโลยีการเสริมความแข็งแรงบริเวณปลายกรวย เพื่อลดการสึกหรอของปลายกรวยดอกสว่านและยืดอายุการใช้งานของดอกสว่าน การจำลองเชิงตัวเลขและการปรับแต่งให้เหมาะสม

การทดลองเชิงตัวเลข

ใช้เทคโนโลยีการจำลองสามมิติ (3D) ด้วยคอมพิวเตอร์ขั้นสูงในการจำลองสภาวะการเจาะจริง ร่วมกับการทดลองทางกายภาพ เพื่อออกแบบโครงสร้างคมตัดที่เหมาะสมสำหรับชั้นหินแข็ง

เรขาคณิตของฟันตัดและวัสดุที่ผ่านการปรับแต่งให้เหมาะสม

โดยพิจารณาจากความแตกต่างของความสามารถในการเจาะหินที่เกิดขึ้น วัสดุและรูปทรงของฟันเจาะจะถูกเลือกให้เหมาะสมเพื่อลดการหักของฟัน เสริมความต้านทานการสึกหรอ และรักษาประสิทธิภาพในการตัดที่ทรงพลังอย่างต่อเนื่อง