શારકામ-ભૂસ્તરીય (drilling-geological)

શારકામ–ભૂસ્તરીય (drilling-geological) : જમીન કે દરિયામાં, પાણીના સ્રોત માટે, ખનિજ-તેલ/વાયુ માટે, ખાણો માટે, બોગદા (ટનલિંગ) માટે કે પૃથ્વીના પેટાળના અભ્યાસ માટે કરાતું શારકામ. શારકામ-ક્રિયા વર્ષોજૂની છે. તેમાં ઉત્તરોત્તર વિકાસ થતો રહ્યો છે.

જમીનતળમાં રહેલ પાણીને શારકામ કરી મેળવવું તે જૂની અને જાણીતી રીત છે. ઉત્તરોત્તર પાણીના બોરની સંખ્યા જે રીતે વધી રહી છે તે દર્શાવે છે કે જમીનસપાટી પર વરસાદથી મળતું (અને સંગ્રહાતું) પાણી પૂરતું નથી. આ માટે પીવાના પાણી માટે કે સિંચાઈ માટે જમીન-શારકામ વધતું રહ્યું છે. જમીનની અંદરનું પાણી ઉપર ખેંચાઈ રહ્યું છે. તેથી જમીનના પાણીનાં તળ ભયજનક રીતે નીચે ઊતરી રહ્યાં છે. જમીનની નીચેનો પાણીસંગ્રહ અનામત ગણી નાછૂટકે અને વિવેકપૂર્વક વાપરવો પડે. વરસાદનું વહી જતું / વેડફાઈ જતું પાણી પૂરતા પ્રમાણમાં બંધો દ્વારા સંગ્રહી અને શારકામ દ્વારા પૃથ્વીના પેટાળમાં ઉતારીએ એ તેનો સાચો/સારો વિકલ્પ છે.

પાણી માટે શારકામ કરવાનું હોય ત્યારે નીચેની કાર્યવહી કરાય છે.

1. પાણીનો જથ્થો મળી રહે તેવું સ્થળ પસંદ કરાય છે.

2. દૈનિક/માસિક/વાર્ષિક જરૂરિયાત કેટલી રહેશે તે નક્કી કરી બોરિંગનું અને પમ્પનું કદ નક્કી કરાય છે.

૩. જે જગ્યાએ પાણી વાપરવાનું હોય તેની શક્ય તેટલું નજીક બોરિંગ કરાય છે.

4. બહુ મોટું શારકામ કરવાનું હોય અને વર્ષો સુધી તેનો ઉપયોગ થવાનો હોય તેવી સ્થિતિમાં પહેલાં નમૂનારૂપ શારકામ (sample boring) કરાય છે.

5. શારકામ અનધિકૃત કે કોઈને નડતરરૂપ નથી તે બાબત પણ ધ્યાનમાં લેવાય છે.

ભૂગર્ભમાં ઊંડાણમાં રહેલ ખનિજ-તેલ (જે શુદ્ધ કરી બળતણ તરીકે મોટા પાયે વપરાય છે.) મેળવવા માટે પણ શારકામની રીત વપરાય છે. આ રીત પણ જૂની અને પ્રચલિત છે. પુન:પ્રાપ્ય ઊર્જાસ્રોતો જેવા કે સૌરઊર્જા, પવન, ‘બાયૉ-માસ’ વગેરે માટેની ટૅક્નૉલૉજી વિકસાવવા અને તેને કાર્યાન્વિત કરવા, મોટા પાયે કાર્ય થઈ રહ્યું હોવા છતાં, હજુ પણ ઊર્જાસ્રોત તરીકે ખનિજ-તેલ અને વાયુ સૌથી વિશેષ વપરાય છે અને તે જમીન / દરિયામાં શારકામ દ્વારા મેળવાય છે. માટે શારકામનું ઘણું મહત્વ છે. પાણી માટેનાં બોરિંગની સરખામણીમાં તેલ-વાયુ માટેનું બોરિંગ મોટા પાયે હોય છે, કારણ કે તેમાં ઘણી ઊંડાઈએ જવાનું હોય છે, વળી બોરિંગ-વ્યાસ પણ મોટો હોય છે. પાણી કે તેલ માટેના શારકામની રીત મૂળભૂત રીતે બંનેમાં સરખી છે, તેમ છતાં તેલ માટેના શારકામમાં આગ લાગવાની શક્યતા વધુ હોઈ તે માટેની ખાસ કાળજી લેવામાં આવે છે અને સુરક્ષા માટે ખાસ સાધનો વપરાય છે. વળી તેલ માટે બહુ ઊંડે સુધી શારકામ કરવાનું થતું હોઈ તે માટેનાં સાધનો પણ અમુક અંશે વિશિષ્ટ પ્રકારનાં હોય છે. તેમાં અનેક અટપટા પ્રશ્નોનો સામનો કરવાનો થાય છે.

આંતરરાષ્ટ્રીય સ્તરે જોઈએ તો તેલકૂવાઓ અમેરિકા, રશિયા, યુરોપના દેશો ઉપરાંત ઈરાન, ઇરાક અને આરબ દેશોમાં વિશેષ પ્રમાણમાં છે. ભારતમાં પૂર્વ દિશામાં આસામ અને પશ્ચિમમાં ઉત્તર ગુજરાતમાં શારકામ કરી અનેક તેલકૂવાઓ કાર્યરત બનાવાયા છે. આ ઉપરાંત તેલ અને વાયુ પંચની મુંબઈ પાસે દરિયામાં શરૂ કરાયેલ ‘બૉમ્બે હાઇ’ યોજના એ દરિયાઈ શારકામની સફળ યોજના તરીકે પુરવાર થઈ છે. ભૂગર્ભમાં સંગ્રહાયેલ તેલ-વાયુ જથ્થાને શોધી કાઢવા કેન્દ્ર સરકારના તેલ અને વાયુ પંચ ઉપરાંત ખાનગી ક્ષેત્રની પેઢીઓ પણ હવે કાર્યરત છે. ગુજરાત રાજ્ય પણ તેના ગુજરાત રાજ્ય પેટ્રોલિયમ કૉર્પોરેશન દ્વારા ખનિજ-તેલ માટે શારકામ કરી રહ્યું છે.

ભૂસ્તરીય શારકામ માટેનું ત્રીજું મહત્વનું ક્ષેત્ર તે ખાણો છે. ખાણોના બે પ્રકારો છે : ખુલ્લી અને બંધિયાર. બંધિયાર ખાણો ભૂગર્ભમાં શારકામ કરીને તૈયાર થાય છે. અહીં બોરિંગકદ પાણી અને તેલનાં બોરિંગકદ કરતાં પ્રમાણમાં ઘણું મોટું હોય છે એટલે તે માટેની રીત તેમજ સાધનોમાં પણ ઘણો ફરક પડે છે.

શારકામનો ઉપયોગ થતો હોય તેવું ચોથું ક્ષેત્ર તે બોગદાંઓ (tunnels). બોગદાં તૈયાર કરવામાં આડા તેમજ ઊભા શારકામનો ઉપયોગ થાય છે. બોગદાંઓ મુખ્યત્વે પહાડી પ્રદેશમાંથી રેલવેલાઇન કે રસ્તો પસાર કરવા અથવા પાણી/તેલ/વાયુની મોટી પાઇપલાઇનો પસાર કરવા માટે તૈયાર કરાય છે. અહીં શારકામ વિસ્ફોટન (explosion) માટે જરૂરી બને છે. શારકામ દ્વારા જુદી જુદી જગ્યાએ (ગણતરી મુજબ) ચોક્કસ ઊંડાઈમાં છિદ્રો પડાય છે. આ છિદ્રોમાં વિસ્ફોટન પદાર્થ ગોઠવી વિસ્ફોટન ચોક્કસ દિશામાં કરવામાં આવે છે. જેથી બોગદા માટે જરૂરી એવો અવકાશ (ખાલી જગ્યા) મળી રહે.

શારકામ માટે વપરાતાં મશીનો અને ઓજારો : જેમ કોઈ દાગીનામાં છિદ્ર (શાર) પાડવા માટે ડ્રિલિંગ મશીન અને ડ્રિલિંગ ટૂલ (ઓજાર) વપરાય છે તેમ જમીનમાં શારકામ માટે પણ યોગ્ય મશીન અને ઓજાર વાપરવાં જરૂરી છે. અહીં વપરાતું મશીન ‘ડ્રિલિંગ (બોરિંગ) રિગ’ તરીકે ઓળખાય છે. ઊર્જાસ્રોત તરીકે મુખ્યત્વે દાબિત હવા (compressed air) હોય છે અને તે માટે મોટાં એર-કૉમ્પ્રેસર કામે લગાડાય છે. જ્યાં શારકામ કરવાનું હોય તે જગ્યા પર રિગ ગોઠવવામાં આવે છે. રિગમાં માંચડો હોય છે, જેના વડે જરૂરી ઊંચાઈએથી એક પછી એક પાઇપો લગાવીને જમીનની અંદર નીચે ઉતારાય છે. સૌથી નીચેના પાઇપ સાથે ઓજાર જોડેલું હોય છે, જે જમીનને ખોદીને શાર (છિદ્ર) તૈયાર કરે છે.

શારકામ કરતાં ઓજારો બે પ્રકારનાં હોય છે : (1) ઉપરનીચે રૈખિક ગતિ કરતા કોશ જેવાં એકધારી ઓજાર (percussive tools) જે જમીનને ખોતરીને (ચીપિંગ કરીને) કાણું પાડે છે. અહીં ઓજારને ઘણ દ્વારા ફટકો (impact) મરાય તેવી સ્થિતિ હોય છે. કડક (મજબૂત) પથરાળ જમીનમાં પણ આ રીત દ્વારા શાર પાડી શકાય છે. બહુ ઊંડાઈએ જવાનું ન હોય ત્યાં આ ઓજાર વપરાય છે. બીજા પ્રકારનાં ઓજાર એ ગોળ ફરતાં (rotary) ઓજાર છે. આ બીજા પ્રકારનાં ઓજાર હવે વધુ પ્રમાણમાં વપરાય છે; કારણ કે તે કોઈ પણ પ્રકારની જમીનમાં વાપરી શકાય છે. વળી તેનું કર્તનકામ ઘણું ઝડપી હોય છે. વધુ ઊંડાઈમાં શારકામ કરવાનું હોય ત્યાં તે પસંદ કરાય છે. રોટરી ઓજારોમાં, ઓજારમાં વપરાતી બ્લેડ/ટીપની સંખ્યા તેમજ ટીપના પદાર્થ(ખાસ પ્રકારનું ટૂલ સ્ટીલ, ડાયમંડ વગેરે)ને લીધે અનેક પ્રકારો છે; જ્યાં બોરિંગ કરવાનું છે તે ભૂમિના પડ (strata), બોરિંગ-સાઇઝ, બોરિંગ-ઝડપ, થતું ખર્ચ (મશીન અને ઓજારોને લીધે) વગેરે બાબતોને ધ્યાનમાં લઈ રોટરી-ઓજાર પસંદ કરાય છે.

શારકામમાં જે બાબતોની કાળજી લેવાની થાય છે તે આ પ્રમાણે છે : (1) સતત શારકામ(ખાસ કરીને પથરાળ ભૂમિમાં)ને લીધે કર્તન-ઓજારો ગરમ ન થઈ જાય તે માટે કર્તન-જગ્યાએ (ઓજાર પાસે) સતત પાણી અથવા અન્ય કોઈ પ્રવાહી પહોંચાડવું જોઈએ.

(2) કર્તનને લીધે ભૂમિમાંથી છૂટી પડતી માટી(માટીનો રગડો)ને બહાર (ઉપર) લાવવાની થાય.

(૩) તૈયાર થતા છિદ્રની દીવાલમાંથી માટી ધસી ન પડે, એટલે કે છિદ્રની દીવાલો સ્થાયી રહે તે જોવું પડે છે. આ માટે કટરને ઠંડું રાખવા માટે પાણી મોકલાય છે. તેમાં બેન્ટોનાઇટ પાઉડર ભેળવવાથી આ પ્રશ્ર્ન હલ થાય છે.

(4) જેમ જેમ કટર (ઓજાર) ઊંડે ઊતરતું જાય તેમ ઉપરથી – પાઇપો સહેલાઈથી/ઝડપથી લગાવી શકાય તેવી વ્યવસ્થા હોય છે.

(5) જરૂરી ઊંડાઈએ બોરિંગ થયા પછી કટર સાથે જોડાયેલ પાઇપો અને કટરને નુકસાન થયા વગર બહાર કાઢવાનાં અને તેની જગ્યાએ પમ્પ અને બોરિંગ પાઇપો શારકામ કરેલ ઊંડાઈએ સહીસલામત ઉતારવાનાં થાય છે. આ બધું કામ ઝડપથી અને સહીસલામત રીતે થઈ શકે તે પ્રકારની ડ્રિલિંગ રિગ જરૂરી બને છે.

ભૂસ્તરીય શારકામ એ મહત્વની ક્રિયા હોવાની સાથે ખૂબ કાળજી અને સમય માગી લે તેવી તેમજ ખર્ચાળ ક્રિયા પણ છે.

ગાયત્રીપ્રસાદ હી. ભટ્ટ