ท่อแกนแบบลูกกลิ้ง

ท่อแกนโรลเลอร์คอนเป็นเครื่องมือเจาะแบบหมุนที่ออกแบบมาเฉพาะเพื่อให้ได้ตัวอย่างแกนหินที่เป็นตัวแทนจากการใช้งานฐานรากลึก โดยเฉพาะสำหรับการประเมินการเจาะหินและการจำแนกชั้นใต้ดินในโครงการขุดลึกและการปรับปรุงดิน เครื่องมือเหล่านี้ประกอบด้วยท่อทรงกระบอกที่มีท่อแกนภายในและชุดหัวหมุนที่ติดตั้งด้วยดอกสว่านโรลเลอร์คอน—โดยทั่วไปจะมีคอนที่หมุนได้สามตัวที่ทำจากเหล็กกล้าแข็งหรือทังสเตนคาร์ไบด์ที่มีปลายทำจากทังสเตนหรือเพชร ตัวท่อแกนทำหน้าที่เป็นส่วนเชื่อมต่อโครงสร้างระหว่างสายเจาะและหัวตัด ทำให้สามารถจับและดึงวัสดุหินที่ถูกขุดขึ้นมาได้อย่างสมบูรณ์เพื่อการวิเคราะห์ทางธรณีวิทยาและวิศวกรรมธรณีเทคนิค ท่อแกนโรลเลอร์คอนถูกนำไปใช้ในหลายวิธีการฐานรากลึก: ในการก่อสร้างผนังไดอะแฟรม ซึ่งความลึกและคุณภาพของหินพื้นจะกำหนดการสนับสนุนการขุดและความสามารถในการรองรับของเสา; ในผนังเสาเซคันท์และเสาทางขนาน เพื่อยืนยันความลึกของการเจาะหินและลักษณะของชั้นรองรับ; ในม่านตัดและโครงสร้างควบคุมการซึม เพื่อประเมินความสามารถในการซึมผ่านและพื้นที่การฉีดปูนในแนวการฉีดปูนที่อาจเกิดขึ้น; และในการเจาะสำรวจเบื้องต้นก่อนการขุดลึกหรือการเสริมฐาน งานหลักของพวกเขาคือการจัดหาการกู้คืนแกนที่ควบคุมได้พร้อมกับการบันทึก Rock Quality Designation (RQD), การทดสอบความต้านทานการบีบอัดแบบไม่แกน, และการจำแนกลักษณะการแตกที่จำเป็นสำหรับการตรวจสอบการออกแบบและการรับประกันคุณภาพการก่อสร้าง หลักการทำงานขึ้นอยู่กับแรงบิดหมุนที่ใช้กับสายเจาะ ทำให้คอนโรลเลอร์หมุนรอบแกนของท่อแกนในขณะที่ถูกขับไปยังผิวหิน การตัดจะเกิดขึ้นโดยหลักคือการบดและทำลาย—ฟันของคอนแต่ละตัวจะทำลายวัสดุหินที่อยู่ใต้ดอกสว่านโรลเลอร์คอน ทำให้วัสดุที่แตกออกตกลงไปในท่อแกนภายใน เมื่อการเจาะดำเนินไป ส่วนของท่อที่ก้าวหน้าทีละส่วนจะจับคอลัมน์หินซึ่งจะถูกเก็บรักษาโดยตัวจับแกนที่ทำงานด้วยแรงโน้มถ่วง (ประเภทลูกบอลหรือประเภทตะกร้า) ที่ตั้งอยู่ที่ฐานของท่อ เมื่อได้ความยาวแกนที่ต้องการ (โดยทั่วไป 3–10 เมตรต่อการทำงาน) การประกอบทั้งหมดจะถูกดึงขึ้นมาและแกนจะถูกดึงออกอย่างระมัดระวัง วัด ข้อมูลบันทึก และเตรียมสำหรับการทดสอบในห้องปฏิบัติการตามมาตรฐาน ISRM (International Society for Rock Mechanics) การกำหนดค่าของอุปกรณ์รวมถึงระบบสายเคเบิลมาตรฐาน (ขนาดเกจ NQ, HQ, PQ ที่ตรงกับเส้นผ่านศูนย์กลางแกน 47.6, 63.5 และ 85 มม.) และท่อที่แขวนด้วยแท่งแบบดั้งเดิม การออกแบบดอกสว่านโรลเลอร์คอนจะแตกต่างกันไปตามการจำแนกประเภทความแข็งของหิน: รูปแบบที่นุ่มกว่าจะใช้การใส่ที่ทำจากคาร์ไบด์ที่มีระยะห่างของคอนที่ใหญ่กว่า ในขณะที่หินที่แข็งหรือมีความขัดถูสูงจะต้องการดอกสว่านทังสเตนคาร์ไบด์ที่มีความหนาแน่นของปุ่มที่ใกล้กัน ท่อที่มีความยาวขยายสำหรับชั้นหนา ท่อแบบแบ่งครึ่งสำหรับการรักษาตัวอย่างที่ดีขึ้น และระบบแกนที่มีการจัดแนวเฉพาะสำหรับการประเมินธรณีวิทยาโครงสร้างเป็นตัวแปรทั่วไป การเลือกการกำหนดค่าท่อแกนโรลเลอร์คอนขึ้นอยู่กับความแข็งแรงของหินที่คาดการณ์ไว้ (ช่วง UCS), ความต้องการการกู้คืนแกนที่ระบุในขอบเขตการสำรวจทางธรณีเทคนิค, ข้อจำกัดด้านงบประมาณการเจาะ, และความเข้ากันได้กับกำลังไฟของเครื่องเจาะ ผู้เจาะต้องบาลานซ์คุณภาพการกู้คืนกับความเร็วในการเจาะ—การให้อาหารที่รุนแรงจะเพิ่มการเจาะแต่มีความเสี่ยงต่อการรบกวนและลดตัวอย่างแกน; เทคนิคที่ระมัดระวังจะลดการแตกแต่จะขยายระยะเวลาโครงการ มาตรฐานที่เกี่ยวข้องรวมถึง ISO 13311-1 (การจัดแนวแกนและการจำแนกชั้นหิน), DIN 4095 (มาตรฐานเยอรมันสำหรับการเจาะและการเจาะแกน), และแนวทาง API (American Petroleum Institute) ที่ปรับใช้สำหรับการใช้งานวิศวกรรมโยธา การประเมิน RQD จะปฏิบัติตามคำแนะนำของ ISRM โดยมีการถ่ายภาพแกนและการเก็บรักษากล่องแกนที่บันทึกตามมาตรฐาน ISO 14689