การเจาะแบบกำหนดทิศทางหรือที่เรียกว่าการเจาะแบบกำหนดทิศทางแนวนอน ( HDD ) เป็นวิธีการติดตั้งสาธารณูปโภคใต้ดิน เช่น ท่อ ท่อ ร้อยสายหรือสายเคเบิลที่มี ผลกระทบน้อยที่สุดโดยไม่ต้องขุด ร่อง โดยใช้แท่นเจาะที่ติดตั้งบนพื้นผิวเป็นแนวโค้งหรือรัศมีตื้นๆ ตามเส้นทางใต้ดินที่กำหนดไว้การเจาะแบบกำหนดทิศทางมีข้อดีด้านสิ่งแวดล้อมอย่างมากเมื่อเทียบกับการติดตั้งท่อ/สาธารณูปโภคแบบขุดและปิดแบบดั้งเดิม เทคนิคนี้มักใช้เมื่อการขุดร่องหรือการขุด แบบทั่วไป ไม่สามารถทำได้ หรือเมื่อต้องการรบกวนพื้นผิวน้อยที่สุด^{[ 1 ]}

แม้ว่าคำว่า Directional Boring และ Horizontal Directional Drilling มักใช้สลับกันได้ แต่ทั้งสองคำนี้มีความแตกต่างกันตรงที่สื่อถึงขนาดที่แตกต่างกัน คำว่า "Directional Boring" หรือ "Bore" โดยทั่วไปมักใช้กับแท่นขุดเจาะขนาดเล็ก รูเจาะขนาดเล็ก และความยาวในการข้ามผ่านในหน่วยร้อยฟุต ในขณะที่คำว่า Horizontal Directional Drilling (HDD) มักใช้กับแท่นขุดเจาะขนาดใหญ่ รูเจาะขนาดใหญ่ และความยาวในการข้ามผ่านในหน่วยพันฟุต Directional Boring และ HDD มีความคล้ายคลึงกันในบางแง่มุมกับการเจาะแบบกำหนดทิศทางที่เกี่ยวข้องกับอุตสาหกรรมน้ำมัน อย่างไรก็ตาม ไม่สามารถเปรียบเทียบกันได้อย่างเท่าเทียมกัน เนื่องจากกระบวนการเหล่านี้มีหน้าที่ที่แตกต่างกันอย่างมาก Directional Boring สามารถใช้กับวัสดุท่อต่างๆ เช่นPVC , โพลีเอทิลีน , โพลีโพรพีลีน , เหล็กดัดและเหล็กกล้าได้ โดยที่คุณสมบัติของท่อ (ความหนาของผนังและความแข็งแรงของวัสดุ) จะต้องสามารถติดตั้งและใช้งานได้ (ถ้ามี) ภายใต้ขีดจำกัดความเค้นที่ยอมรับได้^{[ 2 ]}

การเจาะแบบกำหนดทิศทาง/HDD โดยทั่วไปจะดำเนินการในสามขั้นตอนหลัก ขั้นแรก เจาะ รูนำร่อง ขนาดเล็ก ตามเส้นทางที่กำหนดจากจุดหนึ่งบนพื้นผิวไปยังอีกจุดหนึ่ง เส้นผ่านศูนย์กลางของรูนำร่องจะสัมพันธ์กับอุปกรณ์ที่ใช้และอาจมีตั้งแต่ไม่กี่นิ้วไปจนถึงมากกว่าหนึ่งฟุตเล็กน้อย ต่อมา ขยายรูที่สร้างขึ้นระหว่างการเจาะรูนำร่องให้มีเส้นผ่านศูนย์กลางที่เอื้อต่อการติดตั้งท่อส่งที่ต้องการ สำหรับการติดตั้งท่อขนาดเล็ก อาจไม่จำเป็นต้องทำการคว้านหรือขยายรู สุดท้าย ดึงท่อส่งเข้าไปในรูที่ขยายแล้ว ทำให้เกิดส่วนของท่อต่อเนื่องใต้ดินที่โผล่ขึ้นมาเฉพาะที่ปลายทั้งสองข้างเท่านั้น การเจาะแบบกำหนดทิศทางสามารถใช้เพื่อข้ามสิ่งกีดขวางบนพื้นผิวได้หลายอย่าง รวมถึงถนน ทางรถไฟ พื้นที่ชุ่มน้ำ และแหล่งน้ำที่มีขนาด/ความลึกแตกต่างกัน^{[ 3 ]}

กระบวนการนี้เหมาะสำหรับสภาพดินที่หลากหลาย รวมถึงดินเหนียว ดินตะกอน ทราย และหิน สภาพดินที่เป็นปัญหา ได้แก่ ปริมาณเม็ดขนาดใหญ่ในรูปของกรวดหยาบ ก้อนหิน และหินก้อนใหญ่ สภาพใต้ดินอื่นๆ ที่อาจส่งผลกระทบต่อความเป็นไปได้ของการเจาะแบบกำหนดทิศทาง ได้แก่ ความแข็งแรงและการกัดกร่อนของหินที่มากเกินไป คุณภาพหินที่ไม่ดี หรือหินที่มีรอยแตก/รอยแยกมาก และหินที่มีลักษณะคาร์สต์^{[ 4 ]}

อุปกรณ์ที่ใช้ในการเจาะแบบกำหนดทิศทางนั้นขึ้นอยู่กับความยาวของจุดตัด (ที่เสนอ) คุณสมบัติของท่อ (ของท่อส่งที่จะติดตั้ง) และสภาพใต้ดิน (ที่คาดการณ์ไว้)

สำหรับงานเจาะที่ยาวและท้าทายกว่า อาจใช้เครื่องเจาะแบบติดตั้งบนรถพ่วงที่มีกำลังรับแรงได้ 1,320,000 ปอนด์ (แรงผลัก/แรงดึงกลับ) และ 150,000 ฟุต-ปอนด์ (แรงหมุน) [600 ตัน - 204,000 นิวตันเมตร] เครื่องเหล่านี้ใช้ร่วมกับ เครื่องกู้คืน ของเหลวในการเจาะปั๊มปริมาณสูง รถขุด (หรืออุปกรณ์ที่เทียบเท่าสำหรับการจัดการท่อเจาะ) พร้อมด้วยอุปกรณ์เสริมอื่นๆ (เช่น ถังเก็บน้ำ ภาชนะบรรจุดิน ฯลฯ) เพื่ออำนวยความสะดวกในการปฏิบัติงานทั่วไป

สำหรับรูเจาะขนาดเล็ก จะมีอุปกรณ์ที่มีขนาดเล็กกว่าและพกพาสะดวกกว่าให้เลือกใช้ อุปกรณ์เหล่านี้อาจมีความสามารถในการสร้างแรงผลัก/แรงดันได้ตั้งแต่ 5,000 ปอนด์ถึง 100,000 ปอนด์ และสามารถใช้สำหรับการเจาะข้ามระหว่างชั้นใต้ดินของบ้านกับท่อน้ำประปาที่อยู่ใกล้เคียง หรือข้ามถนนระยะสั้นได้ การสิ้นเปลืองของเหลวที่เกี่ยวข้องกับรูเจาะขนาดเล็กก็มีสัดส่วนน้อยกว่าเช่นกัน ในหลายกรณี รูเจาะขนาดเล็กไม่จำเป็นต้องใช้ของเหลวในการเจาะ ใช้เพียงน้ำเปล่า และในรูเจาะขนาดเล็กมาก ๆ ก็ไม่จำเป็นต้องใช้ของเหลวเลย^{[ 5 ]}

เครื่องมือเจาะ ซึ่งหมายถึงอุปกรณ์เชิงกลที่ติดตั้งกับชุดเจาะเพื่อใช้ในการปฏิบัติงาน มีให้เลือกหลากหลายรูปทรงและขนาด เครื่องมือเจาะแบบกำหนดทิศทางประกอบด้วยชุดดอกสว่านหรือหัวเจาะที่ใช้ในการเจาะรูนำร่อง ดอกขยายรูและดอกคว้านรูที่ใช้สำหรับการขยายรู และเครื่องมือทำความสะอาดรูที่ใช้สำหรับการปรับสภาพรูและการดึงกลับ เครื่องมือที่ออกแบบมาเพื่อเจาะหินหรือชั้นหินที่แข็งกว่า อาจใช้ วัสดุโลหะผสมทังสเตน คาร์ไบด์หรือเพชรโพลีคริสตัลไลน์ (PCD) ในทางตรงกันข้าม เครื่องมือที่ออกแบบมาเพื่อเจาะดินอ่อนอาจจำกัดอยู่เพียงเหล็กกล้าคาร์บอนสูง (ที่ขึ้นรูปเป็นรูปทรงและขนาดที่ต้องการ) วิธีการเจาะก็แตกต่างกันไปบ้างระหว่างการเจาะผ่านดินและหิน การเจาะเครื่องมือในดินร่วนที่ไม่แข็งตัวส่วนใหญ่ทำได้โดยการขุดด้วยระบบไฮดรอลิก นั่นคือ การตัดหรือการกำจัดดินภายใต้แรงดันของของเหลวสูง ภายในโครงสร้างหิน การขุดเจาะด้วยระบบไฮดรอลิกยังคงเกิดขึ้นบ้างในระดับหนึ่ง (การขนย้ายดินที่ขุดได้) แต่ส่วนใหญ่ของการตัดและทำลายวัสดุนั้นเกิดจากงานเชิงกลที่ดำเนินการโดยตัวเครื่องมือเอง

อุตสาหกรรมแท่นขุดเจาะขนาดใหญ่และอุตสาหกรรมแท่นขุดเจาะขนาดเล็กมีความแตกต่างกันมากพอที่แต่ละอุตสาหกรรมจะมีมาตรฐานและธรรมเนียมปฏิบัติที่เกี่ยวข้องกับการก่อสร้างและแนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุด ความลึกของการปกคลุม รัศมีของความโค้ง และรูปทรงเรขาคณิตของเส้นทางโดยทั่วไปจะแตกต่างกันอย่างมากระหว่างการใช้งานแท่นขุดเจาะขนาดใหญ่และขนาดเล็ก มาตรฐานที่เกี่ยวข้องกับการติดตั้งแท่นขุดเจาะขนาดใหญ่ได้รับการกำหนดและบันทึกไว้ในเอกสารที่มีอยู่แล้วอย่างเป็นระบบมากกว่า ในขณะที่การติดตั้งแท่นขุดเจาะขนาดเล็กมักจะแตกต่างกันไปตามการใช้งานและข้อจำกัดเฉพาะของโครงการ

การเจาะแบบกำหนดทิศทางใช้สำหรับการติดตั้งโครงสร้างพื้นฐานเช่นท่อร้อย สายเคเบิล โทรคมนาคมและไฟฟ้า ท่อน้ำ ท่อระบายน้ำ ท่อก๊าซ ท่อน้ำมัน ท่อส่งผลิตภัณฑ์ และปลอก สำหรับการฟื้นฟูสิ่งแวดล้อมใช้สำหรับการข้ามทางน้ำ ถนน ทางเข้าชายฝั่ง พื้นที่แออัด พื้นที่อ่อนไหวต่อสิ่งแวดล้อม และพื้นที่ที่วิธีการอื่นมีค่าใช้จ่ายสูงกว่าหรือไม่สามารถทำได้ ใช้แทนเทคนิคอื่น ๆ เพื่อลดการรบกวนการจราจร ลดต้นทุน ติดตั้งได้ลึกและ/หรือยาวขึ้น ไม่ต้องขุดบ่อเข้าถึง ใช้เวลาดำเนินการสั้นลง มีความสามารถในการกำหนดทิศทาง และปลอดภัยต่อสิ่งแวดล้อม ต้นทุนของการเจาะแบบกำหนดทิศทางจะแตกต่างกันไปตามปัจจัยต่างๆ เช่น สภาพดิน ความยาวของการเจาะ และเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อ ต้นทุนอาจแตกต่างกันอย่างมากขึ้นอยู่กับความซับซ้อนของโครงการและสถานที่ตั้ง^{[ 6 ]}

เทคนิคนี้มีการใช้งานอย่างแพร่หลายในเขตเมืองสำหรับการพัฒนาสาธารณูปโภคใต้ดิน เนื่องจากช่วยหลีกเลี่ยงการขุดร่องเปิดขนาดใหญ่ การใช้งานนี้จำเป็นต้องให้ผู้ปฏิบัติงานมีข้อมูลครบถ้วนเกี่ยวกับสาธารณูปโภคที่มีอยู่ เพื่อให้สามารถวางแผนแนวเส้นทางเพื่อหลีกเลี่ยงการสร้างความเสียหายให้กับสาธารณูปโภคเหล่านั้น เนื่องจากการเจาะที่ไม่ได้รับการควบคุมอาจนำไปสู่ความเสียหาย หน่วยงานต่างๆ/หน่วยงานภาครัฐที่เป็นเจ้าของทางสาธารณะในเมืองหรือสาธารณูปโภคจึงมีกฎระเบียบสำหรับการทำงานอย่างปลอดภัย สำหรับการกำหนดมาตรฐานของเทคนิค องค์กรส่งเสริมเทคโนโลยี ไร้ร่องเปิด ต่างๆ ได้พัฒนากฎเกณฑ์สำหรับเทคนิคนี้^{[ 7 ]}

กระบวนการเริ่มต้นด้วยหลุมรับและหลุมทางเข้า หลุมเหล่านี้จะช่วยให้สามารถรวบรวมและนำของเหลวในการเจาะกลับมาใช้ใหม่เพื่อลดต้นทุนและป้องกันการสูญเสีย ขั้นตอนแรกคือการเจาะรูนำร่องตามเส้นทางที่ออกแบบไว้ และขั้นตอนที่สอง (การขยายรู) คือการขยายรูโดยการใช้เครื่องมือตัดขนาดใหญ่ที่เรียกว่ารีมเมอร์ด้านหลัง เส้นผ่านศูนย์กลาง ของรีมเมอร์ขึ้นอยู่กับขนาดของท่อที่จะดึงกลับผ่านรูเจาะ ผู้เจาะจะเพิ่มเส้นผ่านศูนย์กลางตามเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของท่อและเพื่อให้ได้ผลผลิตที่เหมาะสมที่สุด ขั้นตอนที่สามคือการวางผลิตภัณฑ์หรือท่อปลอกในรูที่ขยายแล้วโดยใช้ก้านเจาะ โดยจะถูกดึงตามหลังรีมเมอร์เพื่อให้สามารถจัดตำแหน่งท่อให้อยู่ตรงกลางในเส้นทางที่ขยายใหม่^{[ 8 ]}

การเจาะแนวนอนแบบควบคุมทิศทางนั้นทำได้โดยใช้ ของเหลว หนืดที่เรียกว่าน้ำมันเจาะ ซึ่งเป็น ส่วนผสมของน้ำและโดยทั่วไปแล้วจะเป็นเบนโทไนต์หรือโพลิเมอร์ที่ถูกสูบอย่างต่อเนื่องไปยังหัวตัดหรือดอกสว่าน เพื่อช่วยในการกำจัดเศษหินเจาะ ทำให้รูเจาะคงที่ ระบายความร้อนหัวตัด และหล่อลื่นทางเดินของท่อส่งผลิตภัณฑ์ น้ำมันเจาะจะถูกส่งไปยังเครื่องจักรที่เรียกว่าเครื่องเก็บกวาด ซึ่งจะกำจัดเศษหินเจาะและรักษาความหนืดที่เหมาะสมของของเหลว น้ำมันเจาะจะช่วยแขวนลอยเศษหินเจาะไว้เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดการอุดตันในรูเจาะ รูเจาะที่อุดตันจะทำให้เกิดแรงดันย้อนกลับที่หัวตัด ทำให้การผลิตช้าลง

อาจใช้ มอเตอร์ ควบคุมทิศทาง การเจาะ (หรือมอเตอร์ขับเคลื่อนโคลน) เพื่อควบคุมทิศทางของหลุมเจาะ

ตำแหน่งและการนำทางของหัวเจาะเป็นส่วนสำคัญของการปฏิบัติงานเจาะ เนื่องจากหัวเจาะอยู่ใต้ดินขณะทำการเจาะ และในกรณีส่วนใหญ่จะไม่สามารถมองเห็นได้จากพื้นผิว การเจาะที่ไม่ได้รับการควบคุมหรือนำทางอย่างเหมาะสมอาจนำไปสู่การทำลายล้างอย่างมาก ซึ่งสามารถกำจัดได้โดยการกำหนดตำแหน่งและนำทางหัวเจาะอย่างถูกต้อง^{[ 9 ]}

โดยทั่วไปแล้ว อุปกรณ์กำหนดตำแหน่งหัวเจาะมีอยู่ 3 ประเภท ได้แก่ ระบบกำหนดตำแหน่ง แบบเดินผ่าน ระบบกำหนด ตำแหน่งแบบใช้สายแม่เหล็กและการเจาะแบบนำทางด้วยไจโรสโคป ซึ่งใช้ระบบนำทางเฉื่อย แบบเต็มรูปแบบ ที่ติดตั้งอยู่ใกล้กับหัวเจาะ

• ระบบระบุตำแหน่งแบบเดินผ่าน — หัววัดหรือตัวส่งสัญญาณที่อยู่ด้านหลังหัวเจาะจะบันทึกข้อมูลมุม การหมุน ทิศทาง และอุณหภูมิ ข้อมูลนี้จะถูกเข้ารหัสเป็นสัญญาณแม่เหล็กไฟฟ้าและส่งผ่านพื้นดินไปยังพื้นผิวในระบบแบบเดินผ่าน ที่พื้นผิว ตัวรับสัญญาณ (โดยปกติจะเป็นเครื่องระบุตำแหน่ง แบบพกพา ) จะถูกวางตำแหน่งด้วยตนเองเหนือหัววัด สัญญาณจะถูกถอดรหัสและทิศทางการควบคุมจะถูกส่งไปยังผู้ควบคุมเครื่องเจาะ โดยทั่วไปแล้ว ระบบระบุตำแหน่งแบบเดินผ่านเป็นแบบไร้สาย ซึ่งหมายความว่าไม่จำเป็นต้องเดินสายไฟภายในท่อเจาะเพื่อจ่ายพลังงานและสื่อสารข้อมูล
• ระบบระบุตำแหน่งด้วยสายเคเบิล — ระบบสายเคเบิลเป็นระบบนำทางด้วยสนามแม่เหล็ก ด้วยระบบนำทางด้วยสนามแม่เหล็ก (MGS) เครื่องมือจะบันทึกค่าความเอียงและมุมอะซิมุธของทิศทาง และข้อมูลดังกล่าวจะถูกส่งผ่านสายเคเบิลที่วิ่งอยู่ภายในท่อเจาะจากหัวเจาะไปยังผิวดิน โดยทั่วไปแล้ว MGS ยังมีวิธีการตรวจสอบตำแหน่งเพิ่มเติมโดยใช้โครงข่ายลวดที่วางอยู่บนพื้นดิน ตำแหน่งของโครงข่ายลวดจะถูกสำรวจ และเมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านโครงข่าย จะสร้างสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีทิศทางที่ทราบ เครื่องมือใต้ดินจะตรวจจับทิศทางและความแรงของสนามแม่เหล็กที่เกี่ยวข้องกับลวดบนพื้นผิว ทำให้สามารถกำหนดตำแหน่งได้อีกครั้ง แม้จะไม่ได้ใช้โครงข่ายลวด MGS ก็มีความแม่นยำมากกว่า 2 กิโลเมตร โดยมีความแม่นยำ 2% ที่ระดับความลึก ผู้ควบคุม MGS จะสื่อสารกับผู้เจาะและนำทางเขาไปยังเส้นทางการเจาะที่กำหนดไว้ล่วงหน้า
• ระบบระบุตำแหน่งโดยใช้ไจโรสโคป — ระบบที่ใช้ไจโรสโคปเป็นระบบอัตโนมัติโดยสมบูรณ์ จึงเป็นหนึ่งในระบบที่มีความแม่นยำที่สุด ในกรณีที่มี เส้นผ่านศูนย์กลางเพียงพอ (200 มม.) และ ต้องสำรวจ ระยะทางไกล (สูงสุด 2 กม.) โดยมีความคลาดเคลื่อนน้อยที่สุด (ข้อผิดพลาดตำแหน่งน้อยกว่า 1 เมตร ) ปัจจุบัน ความลึกที่แท้จริงไม่สามารถตรวจสอบได้หากไม่ใช้ขดลวดบนพื้นผิว ทรานสปอนเดอร์ใกล้พื้นผิว หรือโซนเดที่ใช้ในระบบเดินสำรวจ เช่นเดียวกับระบบสายเคเบิล MGS เครื่องมือไจโรสโคปส่วนใหญ่จำเป็นต้องใช้สายเคเบิลเดินผ่านท่อเจาะเพื่อส่งข้อมูลไปยังผู้ปฏิบัติงานบนพื้นผิว

ระบบทั้งสามแบบต่างก็มีข้อดีของตนเอง และการเลือกใช้ระบบใดระบบหนึ่งจะขึ้นอยู่กับข้อกำหนดของสถานที่นั้นๆ

• เทคโนโลยีไร้การขุดร่อง
• การเจาะใต้ดินด้วยระบบลม

• บทความเรื่อง "The Directional Boring Advantage" ซึ่งถูกเก็บถาวรไว้เมื่อวันที่ 16 สิงหาคม 2022 ในWayback Machineอธิบายถึงเทคนิคที่ใช้ พร้อมด้วยแผนภาพประกอบ
• หนังสือ Directional Boringนำเสนอตัวอย่างของระบบสาธารณูปโภค 6 ประเภทที่ติดตั้งโดยใช้วิธีการเจาะแบบกำหนดทิศทาง
• เว็บไซต์ Directional Boringให้รายละเอียดเกี่ยวกับเครื่องเจาะแนวนอนแบบต่างๆ ที่มีจำหน่าย

https://ppdrillingfluids.in/