ในช่วงชีวิตของคนเรา ถ้าไม่ได้ทำงานอยู่ในธุรกิจสำรวจและผลิตปิโตรเลียม เชื่อว่าน่าจะมีโอกาสเพียงน้อยนิดที่จะได้ไปสัมผัสกับแท่นเจาะปิโตรเลียมกลางทะเล ทั้งด้วยระยะทางและค่าใช้จ่ายมหาศาล อีกทั้งแท่นกลางทะเลพวกนี้ก็ไม่ใช่สถานที่ท่องเที่ยวที่ใครจะไปเยี่ยมชมได้ง่ายๆ เลย

     เราได้มีโอกาสเดินทางไปเข้าชมศูนย์การเรียนรู้วิทยาศาสตร์ Petrosains Science Discovery Centre ที่ตั้งอยู่ภายในห้าง Suria KLCC ด้านล่างของตึกแฝด Petronas ที่เราๆ รู้จักกันดีนั่นแหล่ะค่ะ ที่นี่เค้ามีการจำลองแท่นเจาะปิโตรเลียมกลางทะเลให้คนที่สนใจได้เข้าไปชมกัน เราจึงอยากมาแชร์ความรู้เกี่ยวกับวิธีการเจาะปิโตรเลียม และอุปกรณ์เครื่องมือที่ใช้ บอกไว้ก่อนว่าแท่นจำลองนี้ถูกสร้างให้มีขนาดเท่าของจริง เครื่องมือหลายชิ้นเป็นเครื่องมือจริงที่ใช้บนแท่นค่ะ

     ก่อนอื่นไปทำความรู้จักกันก่อนค่ะว่าแท่นเจาะปิโตรเลียมกลางทะเล หรือที่ภาษาอังกฤษเรียกว่า Offshore Oil Rigs หรือ Offshore Platforms เนี่ยคืออะไรและมีกี่แบบ

     แท่นเจาะปิโตรเลียม ก็คือ สิ่งก่อสร้างที่สร้างขึ้นมาเพื่อรองรับอุปกรณ์ต่างๆ ที่มีความจำเป็นในงานสำรวจปิโตรเลียม นอกจากแท่นเจาะแล้วยังมีแท่นผลิตที่ใช้สำหรับงานต่างๆ ที่เกี่ยวกับการผลิตปิโตรเลียมด้วยค่ะ

     หน้าที่สำคัญของแท่นเจาะก็คือ เจาะลงไปยังแหล่งปิโตรเลียม ผู้ที่ทำหน้าที่เจาะมีความท้าทายที่จะต้องเจาะผ่านชั้นหินต่างๆ ไปยังแหล่งปิโตรเลียมที่อยู่ใต้พื้นทะเลให้ได้ ผู้ปฏิบัติงานต้องเป็นผู้ที่มีความเชี่ยวชาญ ที่สำคัญต้องปฏิบัติหน้าที่ 24 ชั่วโมงต่อวันเลยล่ะค่ะ

สำหรับแท่นเจาะปิโตรเลียมนั้น เราสามารถแบ่งชนิดของแท่นขุดเจาะเป็นแบบใหญ่ๆ ได้ดังนี้
1. Fixed platform
2. Jack-up rig
3. Compliant tower
4. Floating production system
5. Tension-leg platform
6. Subsea system
7. Spar platform



     แท่นเจาะแต่ละแบบมีข้อดี ข้อเสีย และการใช้งานแตกต่างกัน ขออนุญาตไม่ลงรายละเอียด แต่ผู้ที่สนใจสามารถอ่านได้จากลิงก์เหล่านี้เลยค่ะ
[Spoil] คลิกเพื่อดูข้อความที่ซ่อนไว้https://www.mnn.com/earth-matters/energy/stories/types-of-offshore-oil-rigs
https://kkurojjanawong.wordpress.com/2015/02/08/offshore-structure/
https://en.wikipedia.org/wiki/Oil_platform

     บนแท่นจำลองที่ Petrosains มีการนำเครื่องมืออุปกรณ์ต่างๆ ที่ใช้ในการเจาะสำรวจมาแสดงให้ดูด้วยค่ะ อย่างแรกที่เจอเลยคือ Christmas tree ค่ะ



     Christmas tree เป็นอุปกรณ์เชิงกลจำพวกท่อและวาล์ว ใช้ในการกิจกรรมสำรวจและผลิตปิโตรเลียม โดยจะติดตั้งอยู่ที่ปากหลุม (Wellhead) บนพื้นดินในกรณีการเจาะน้ำมัน และอยู่ใต้น้ำในกรณีการเจาะน้ำมันและก๊าซ หน้าที่หลักคือควบคุมการไหลของน้ำมันและก๊าซไม่ให้เกิดการ Blowout หรือการระเบิดพลุ่งออกมาของน้ำมัน ก๊าซ น้ำ หรือ ของเหลวอื่นๆ จากหลุมในระหว่างการเจาะที่ไม่สามารถควบคุมได้ อันเนื่องมาจากแรงดันภายในแหล่งกักเก็บ สำหรับชื่อ Christmas tree ได้มาจากรูปร่างของมันที่คล้ายๆ กับต้นคริสต์มาสนั่นเองค่ะ



     ต่อมาคือ Drill bit หรือ หัวเจาะ หัวเจาะมี 2 แบบใหญ่ๆ แบบแรกเรียกว่า Roller cone bit หัวเจาะแบบนี้จะหมุนได้ ส่วนแบบที่สองเรียกว่า Fixed-cutter bit หรือ PDC (Polycrystalline Diamond Compact) ซึ่งจะหมุนไม่ได้ โครงสร้างหัวเจาะมักทำด้วยเหล็กหรือหล่อจากโลหะผสม ข้างในจะมีลักษณะกลวงให้น้ำโคลน (mud) ไหลเข้า แล้วไปออกที่รู (ที่สามารถปรับความกว้างได้) บริเวณปลายหัวเจาะ รูนี้เรียกว่า nozzle ค่ะ



     มีหัวเจาะแล้วก็ต้องมีก้านเจาะ หรือ drill pipe (ที่อยู่ในมือเด็กน้อยในภาพนั่นแหล่ะค่ะ ปล. ขอบคุณภาพจากอินเตอร์เน็ตค่ะ) ก้านเจาะจะเป็นท่อเหล็กที่ปลายด้านหนึ่งเป็นเกลียวตัวผู้ อีกด้านหนึ่งเป็นเกลียวตัวเมีย ขนาดท่อแตกต่างกันไปตามการใช้งาน (ตั้งแต่ 3.5 นิ้ว 4 นิ้ว หรือ  5 นิ้ว ท่อนละประมาณ 10 เมตร) 1 ท่อ เรียกว่า 1 ซิงเกิ้ล (single) และเราเรียก 3 ท่อที่ต่อกันเรียบร้อยแล้วว่า 1 แสตนด์ (stand)

     ถ้าเรานำหัวเจาะมาต่อกับก้านเจาะ เราจะเรียกชุดที่ต่อแล้วนี้ว่า Drill String ซึ่งจะใช้เป็นอุปกรณ์สำหรับเจาะลงไปใต้พื้นทะเล โดยการปั๊มน้ำโคลนลงไปทางก้านเจาะไปออกทาง nozzle ของหัวเจาะ และหมุนปลายก้านเจาะด้านที่อยู่บนแท่น การทำให้ Drill string ยาวขึ้นเรื่อยๆ เพื่อให้สามารถเจาะลึกลงไปเรื่อยๆ ได้ ทำได้โดยการนำก้านเจาะมาต่อกันทีละ 1 แสตนด์

     การที่ก้านเจาะจะสามารถหมุนได้ ก็ต้องอาศัยมอเตอร์ไฟฟ้าในการหมุนก้านเจาะ แต่เมื่อเราขุดลึกไปเรื่อยๆ กำลังมอเตอร์ไฟฟ้าที่ใช้หมุนก้านเจาะจากบนแท่นจะไม่เพียงพอที่จะขุดลงไปลึกๆ จึงมีการคิดค้นมอเตอร์ที่ติดอยู่ปลายก้านเจาะขึ้นมา มอเตอร์ตัวนี้ไม่ใช่มอเตอร์ไฟฟ้า เป็นมอเตอร์ที่เรียกว่า hydraulic motor คือใช้การไหลของของไหล (ในที่นี้คือน้ำโคลน) เป็นพลังงานในการหมุน มอเตอร์นี้เรียกว่า Mud motor



     อุปกรณ์อีกอย่างที่สำคัญคือ Wireline ซึ่งเป็นสายเคเบิลที่ใช้สำหรับส่งเครื่องมือหรืออุปกรณ์วัดลงไปในหลุมเพื่อวัตถุประสงค์ต่างๆ เช่น ซ่อมแซม ต่อเติม ปรับปรุง แก้ปัญหา บำรุงรักษาหลุม เก็บกู้ของที่ตกอยู่ก้นหลุม และวัดค่าต่างๆ ภายในหลุม รวมไปถึงการระเบิดหลุม โดยทั่วไป Wireline สำหรับเก็บข้อมูล และระเบิดหลุมจะมีขนาดใหญ่กว่า มีสายไฟฟ้าอยู่ด้านในจำนวนมากกว่า เพราะต้องรับน้ำหนักเครื่องมือที่ใช้ และมีการรับ-ส่งสัญญาณไฟฟ้าจากเครื่องมือที่ซับซ้อนกว่า



แนะนำให้รู้จักอุปกรณ์ต่างๆ ที่ใช้บนแท่นกันแล้ว มาดูวิธีการเจาะสำรวจกันบ้างดีกว่าค่ะ ว่าเค้าใช้วิธีไหน

เคยคิดกันมั้ยคะว่าเราจะไปถึงแหล่งปิโตรเลียมที่อยู่ใต้ท้องทะเลกว่า 1,200 เมตรได้ยังไง?

     บ่อยครั้งที่การเจาะสำรวจแบบเจาะลงไปตรงๆ ไม่ใช่วิธีการที่ดีที่สุดที่จะเจาะไปถึงแหล่งปิโตรเลียมได้ ทางแก้คือการเจาะสำรวจแบบมีทิศทางหรือที่เรียกว่า Directional drilling



     ในการเจาะสำรวจแหล่งปิโตรเลียมที่อยู่นอกชายฝั่ง ผู้ทำหน้าที่เจาะจะต้องเจาะสำรวจหลายๆ หลุมจากแท่นขุดเจาะเดียวกัน ซึ่งแน่นอนว่าหลุมแรกที่เจาะต้องเป็นแบบเจาะตรงๆ ส่วนหลุมอื่นๆ อีก 30 หลุมหรือมากกว่า จะค่อยๆ เพิ่มองศาการเจาะไปเรื่อยๆ จนบางครั้งก็กลายเป็นการเจาะแนวนอนไปเลย

ข้อดีของการเจาะแบบ Directional drilling คือ
1. เป็นการใช้แท่นขุดเจาะเพียงแท่นเดียวในการเจาะสำรวจแหล่งปิโตรเลียมในวงกว้างได้ ซึ่งจะดีสำหรับแท่นขุดเจาะที่มีราคาสร้างแพงๆ
2. การเจาะแบบ directional drilling ช่วยทำให้ผู้เจาะสามารถเจาะเข้าไปยังบริเวณที่ต้องการของแหล่งปิโตรเลียมได้อย่างแม่นยำมากขึ้น เพราะสามารถบังคับทิศทางได้
3. ในการเจาะสำรวจบนแผ่นดิน การเจาะแบบ directional drilling ช่วยให้ทราบข้อมูลของพื้นที่ใต้ดินบริเวณที่ไม่สามารถเข้าถึงได้แบบวิธีปกติได้

     วิธีการเจาะแบบนี้เป็นประโยชน์กับประเทศไทยมากนะคะ เนื่องด้วยสภาพธรณีวิทยาของไทยที่มีลักษณะเป็นกระเปาะเล็กๆ กระจายตัวอยู่ ต่างจากประเทศเพื่อนบ้านอย่างมาเลเซียที่มีลักษณะเป็นแอ่งขนาดใหญ่ ไทยเราจึงต้องพยายามขุดอย่างมีทิศทางที่แม่นยำเพื่อร้อยผ่านให้ได้จำนวนกระเปาะมากที่สุดในการเจาะหลุม 1 หลุม เพื่อให้เกิดความคุ้มค่าทางเศรษฐกิจของหลุมเจาะนั้นๆ



     อาจจะมีคนสงสัยเรื่องที่ว่าทำไมประเทศไทยเรากับมาเลเซียซึ่งเป็นเพื่อนบ้านกันแท้ๆ ทำไมสภาพธรณีวิทยาไม่เหมือนกัน อันนี้เราเคยฟังนักธรณีวิทยาเล่าให้ฟังว่า แหล่งกักเก็บปิโตรเลียมของไทยและมาเลเซียนั้นเกิดจากตะกอนแม่น้ำ ยิ่งแม่น้ำมีขนาดใหญ่ก็จะกักเก็บปิโตรเลียมได้มาก ซึ่งแม่น้ำของไทยมีขนาดเล็กกว่ามาเลเซีย ดังนั้นจึงทำให้แหล่งกักเก็บของไทยมีขนาดเล็กกว่า นอกจากนี้ โครงสร้างกักเก็บของไทยกับมาเลเซียก็มีความหนาต่างกันด้วย ของมาเลเซียมีความหนามากกว่าไทย จึงเป็นเหตุผลที่ว่าทำไมแหล่งปิโตรเลียมของเขาถึงมีขนาดใหญ่กว่า ซึ่งขนาดของแหล่งกักเก็บพวกนี้ต้องใช้วิธีการสำรวจด้วยคลื่นไหวสะเทือน และใช้ผู้เชี่ยวชาญในการแปรผลค่ะ

     ขอเสริมอีกนิดนึงค่ะ เวลาเรามองภาพแท่นเจาะ จะเห็นเหมือนมีเสาสูงๆ ตั้งฉากขึ้นมา โครงสร้างนี้ไม่ใช่เสานะคะ แต่เป็นโครงเหล็กที่เอาไว้ support น้ำหนักของเจ้า Drill string ที่เอาไว้เจาะลงไปใต้พื้นทะเลนั่นแหล่ะค่ะ และเราเรียกโครงสร้างเหล็กนี้ว่า Derrick ค่ะ

     ยังมีส่วนอื่นๆ ที่น่าสนใจอีกนะคะ แต่ด้วยข้อจำกัดด้านเวลา ทำให้ไม่สามารถเก็บภาพมาได้หมด สำหรับข้อมูลที่เล่ามาในโพสต์นี้ก็มาจากการหาข้อมูลเพิ่มเติมด้วยค่ะ แค่อยากมาแชร์ความรู้กับชาวพันทิปให้ได้ทราบถึงกระบวนการเจาะสำรวจปิโตรเลียมนั้นต้องใช้ทั้งเครื่องมือ อุปกรณ์ และความเชี่ยวชาญของผู้ปฏิบัติงาน รวมไปถึงเทคโนโลยีที่ทันสมัย และที่สำคัญคือแรงกายแรงใจของผู้ปฎิบัติงานทุกส่วนที่เกี่ยวข้อง ส่วนตัวคิดว่า เราควรดีใจที่ประเทศของเรามีหน่วยงานที่มีศักยภาพอย่าง ปตท. และ ปตท.สผ. ที่ทำหน้าที่สำรวจและผลิตปิโตรเลียมให้เราคนไทยได้ใช้พลังงานกันมาจนถึงทุกวันนี้ แต่ที่สำคัญที่สุดคือ เราคนไทยทุกคนก็ควรใช้พลังงานกันอย่างรู้คุณค่าด้วยค่ะ

[Spoil] คลิกเพื่อดูข้อความที่ซ่อนไว้ขอบคุณข้อมูลจาก
http://nongferndaddy.com/
กรมเชื้อเพลิงธรรมชาติ กระทรวงพลังงาน