Khi mua máy khoan giếng nước cấp 1000m như WR1000S, sai lệch phán đoán dễ xảy ra là: chỉ so sánh lực nâng, mô-men xoắn và độ sâu khoan của máy khoan, mà để bộ dụng cụ khoan và máy nén khí xử lý sau. Kết quả là thông số máy chính đạt chuẩn, nhưng sau khi xuống lỗ thực tế, ở đoạn đá cứng đường kính lớn xuất hiện tình trạng thải mùn không đủ, hiệu suất va đập giảm, hoặc quy cách cần khoan không khớp với đầu động lực và hệ thống quay. Để tránh sự không khớp này, cốt lõi là đặt đường kính lỗ, độ sâu lỗ, cần khoan, búa DTH và áp suất, lưu lượng máy nén khí trên cùng một chuỗi thông số để kiểm tra, thay vì chia thành nhiều danh sách riêng lẻ.
Trước tiên xác nhận giới hạn thông số của bản thân WR1000S
WR1000S là máy khoan giếng nước bánh xích kiểu tháp lồng cấp 1000m, các thông số chính như sau:
| Hạng mục | Thông số |
|---|---|
| Độ sâu khoan tối đa | 1000 m |
| Đường kính khoan | 105–800 mm |
| Lực nâng | 52 T |
| Áp lực trục | 8 T |
| Mô-men xoắn quay | 26000 / 13000 N·m |
| Tốc độ quay tương ứng tối đa | 70 / 140 r/min |
| Động cơ diesel | 194 kW |
| Áp suất làm việc khuyến nghị | 1,6–8 MPa |
| Lưu lượng khí tiêu thụ | 16–96 m³/min |
| Cần khoan | 6 m, đường kính khuyến nghị 114 mm |
| Nâng nhanh / đẩy nhanh | 30 m/min / 61 m/min |
| Tốc độ di chuyển | khoảng 5 km/h |
| Góc leo dốc tối đa | tham khảo 21° |
| Hành trình chân thủy lực | 1,7 m |
| Lực nâng tời phụ | 2,5 T |
| Trọng lượng toàn máy | khoảng 17,8 T |
| Kích thước ngoài | khoảng 7,3 × 2,25 × 2,75 m |
Những thông số này cho thấy WR1000S có dự trữ độ sâu cấp 1000m và khả năng đường kính lỗ tối đa 800 mm, nhưng 105–800 mm là phạm vi đường kính lỗ, không có nghĩa là mỗi mức đường kính đều có thể thi công thông thường ở đường kính tối đa trong bất kỳ độ sâu lỗ và địa tầng nào. Đường kính lỗ càng lớn, yêu cầu đối với máy nén khí, bộ dụng cụ khoan, ống chống và tải trọng toàn máy càng cao, giới hạn này cần được đưa vào phán đoán ngay từ giai đoạn chọn thiết bị.
Sự không khớp trong lỗ khoan sâu đường kính lớn thường xuất hiện từ những khâu nào
Bộ dụng cụ khoan và máy nén khí không khớp năng lực thường không phải do một thông số sai đơn lẻ, mà do một số khâu ràng buộc lẫn nhau:
- Sau khi đường kính lỗ tăng, diện tích vành khuyên trong lỗ và lượng mùn đá tăng lên, lưu lượng gió cần cho thải mùn cũng tăng theo.
- Sau khi độ sâu lỗ tăng, khoảng cách vận chuyển mùn đá từ đáy lỗ dài hơn, nếu thải mùn không đủ dễ hình thành cặn lắng và nghiền lại, càng làm tăng mô-men xoắn và tiêu hao năng lượng.
- Búa DTH có dải áp suất làm việc riêng, áp suất khí không đủ sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến công va đập và tần số va đập.
- Khi lưu lượng máy nén khí không đủ, hiệu suất va đập và thải mùn đồng thời giảm, tốc độ khoan chậm lại, mài mòn dụng cụ khoan và tiêu hao dầu trên mỗi mét tiến lại tăng lên.
- Nếu đường kính cần khoan, quy cách ren và giao diện đầu động lực không khớp, sẽ hạn chế truyền mô-men xoắn và lực nâng thực tế.
Do đó, ở giai đoạn mua cần coi lực nâng 52 T và mô-men xoắn 26000/13000 N·m của WR1000S là giới hạn năng lực, rồi quay lại tính toán nhu cầu dưới tổ hợp đường kính lỗ, độ sâu lỗ và địa tầng thực tế, xác nhận nhu cầu nằm trong giới hạn này.
Nối đường kính lỗ, độ sâu lỗ, cần khoan, búa DTH và máy nén khí thành một chuỗi thông số
Đường kính lỗ và độ sâu lỗ
Đường kính lỗ quyết định kênh thải mùn vành khuyên và lượng mùn đá sinh ra, độ sâu lỗ quyết định khoảng cách đưa mùn đá trở lên và trọng lượng bản thân cột khoan. Phạm vi đường kính lỗ 105–800 mm của WR1000S khá rộng, khi mua cần xác định rõ đường kính thi công chính và đường kính tối đa của dự án, đồng thời nêu rõ đường kính tối đa dự kiến dùng ở đoạn lỗ sâu bao nhiêu, kéo dài bao nhiêu mét. Coi “800 mm” chỉ là thông số năng lực thiết bị, và coi “800 mm dùng ở độ sâu lỗ bao nhiêu mét” là điều kiện thi công, là hai việc khác nhau.
Quy cách cần khoan
WR1000S sử dụng cần khoan 6 m, đường kính cần khoan khuyến nghị 114 mm. Quy cách cần khoan cần khớp với giao diện đầu động lực, truyền mô-men xoắn quay và hệ thống nâng. Ren cần khoan, độ thẳng và trạng thái mỏi cần được đưa vào kiểm tra liên tục. Ở độ sâu lỗ cấp 1000m, nếu quy cách cần khoan nhỏ hơn, truyền mô-men xoắn và độ bền cột khoan có thể trở thành hạn chế; nếu lớn hơn, lại cần kiểm tra tính tương thích với đầu động lực, mâm cặp và dụng cụ nâng hạ. Về phạm vi phụ kiện cụ thể này, cần xác nhận danh sách tương thích với nhà sản xuất.
Búa DTH và áp suất làm việc
Trong đá cứng nguyên khối, WR1000S có thể lắp búa DTH áp suất gió trung bình và cao để khoan DTH, áp suất làm việc khuyến nghị 1,6–8 MPa. Búa DTH có dải áp suất yêu cầu riêng, khi chọn cần căn chỉnh áp suất làm việc định mức của búa DTH với áp suất đầu ra của máy nén khí, chứ không chỉ nhìn giá trị lớn nhất danh định của máy nén khí. Độ cao tăng sẽ làm giảm năng lực đầu ra thực tế của máy nén khí, dự án vùng cao nguyên cần đưa hiệu chỉnh độ cao vào tính toán áp suất và lưu lượng.
Lưu lượng máy nén khí
Tài liệu WR1000S đưa ra phạm vi lưu lượng khí tiêu thụ là 16–96 m³/min. Khoảng này rất rộng, cho thấy lưu lượng khí tiêu thụ thay đổi theo đường kính lỗ, độ sâu lỗ, model búa DTH và công nghệ khoan. Khi mua cần theo tổ hợp “đường kính thi công chính + độ sâu lỗ tối đa + tầng đá mục tiêu + độ cao”, xác nhận nhu cầu lưu lượng trong điều kiện làm việc tương ứng với nhà sản xuất và bên cung cấp máy nén khí, không thể chỉ chọn máy theo giá trị nhỏ nhất, cũng không thể mặc định 96 m³/min áp dụng cho mọi điều kiện làm việc.
Những việc nên xác nhận bằng văn bản với nhà sản xuất trước khi mua
- Dải áp suất và lưu lượng máy nén khí được WR1000S khuyến nghị dưới đường kính thi công chính và đường kính tối đa theo kế hoạch.
- Model búa DTH dự kiến dùng, áp suất làm việc định mức và lưu lượng khí tiêu thụ, cùng mối quan hệ tương thích với dải áp suất khuyến nghị của WR1000S.
- Ngoài cần khoan khuyến nghị 6 m, 114 mm, các quy cách thay thế có tương thích với đầu động lực và hệ thống nâng không, giới hạn tương thích là gì.
- Khi đoạn lỗ đường kính lớn chuyển từ quay bùn sang công nghệ DTH, phương thức giữ thành đoạn lỗ phía trên và phương án ống chống cần phối hợp như thế nào.
- Hiệu chỉnh ảnh hưởng của độ cao dự án, nhiệt độ môi trường đến áp suất và lưu lượng đầu ra thực tế của máy nén khí.
- Nguyên tắc xử lý các đoạn lỗ phức tạp như rò gió, nước phun, đới đứt gãy, và các biện pháp ổn định lỗ cần chuẩn bị trước.
Những vấn đề này không phải đều có câu trả lời trong bảng thông số thiết bị, một phần cần kết hợp với tài liệu địa chất thủy văn của dự án để phán đoán. Thiết bị cung cấp năng lực tạo lỗ và kiểm soát cột khoan, không thể thay thế đánh giá tầng chứa nước, thiết kế cấp nước và thiết kế hạ mực nước.
Biểu hiện điển hình khi năng lực máy khoan đủ nhưng phụ kiện không theo kịp
Nếu xuất hiện các tình huống sau, nên ưu tiên kiểm tra bộ dụng cụ khoan và máy nén khí, thay vì chỉ điều chỉnh thông số vận hành máy khoan:
- Tốc độ khoan ở đoạn đường kính lớn rõ ràng thấp hơn dự kiến, lượng mùn trào ra ở miệng lỗ ít hoặc không liên tục.
- Mô-men xoắn và tiêu hao năng lượng tăng nhanh sau khi độ sâu lỗ tăng, có dấu hiệu nghiền lại.
- Búa DTH va đập yếu hoặc tần số bất thường, nhưng đồng hồ áp suất khí vẫn trong phạm vi danh định.
- Cần thường xuyên làm sạch lỗ hoặc nâng hạ cần khoan để xử lý cặn lắng.
Những biểu hiện này liên quan đến khoảng cách vận chuyển mùn đá từ đáy lỗ dài và thải mùn không đủ, tài liệu cũng lưu ý lỗ sâu đá cứng càng cần lưu lượng gió ổn định, bôi trơn tốt và làm sạch lỗ liên tục. Việc chẩn đoán và xử lý cụ thể nên do kỹ thuật viên hiện trường phán đoán theo điều kiện làm việc thực tế, ở giai đoạn mua có thể làm là kiểm tra rõ các thông số phụ kiện, tránh đến khi thiết bị về công trường mới phát hiện lưu lượng máy nén khí hoặc quy cách dụng cụ khoan không phù hợp.
Tóm tắt
Khi mua WR1000S để dùng cho lỗ khoan sâu đường kính lớn, lực nâng 52 T và mô-men xoắn 26000/13000 N·m giải quyết năng lực kiểm soát cột khoan và quay, nhưng không thể thay thế tính toán phối hợp giữa máy nén khí và dụng cụ khoan. Đặt đường kính lỗ, độ sâu lỗ, quy cách cần khoan, áp suất làm việc của búa DTH và lưu lượng máy nén khí trên cùng một chuỗi thông số để căn chỉnh từng mục, và hiệu chỉnh theo độ cao, địa tầng và điều kiện nước phun, mới là con đường khả thi để tránh “máy chính đạt chuẩn, phụ kiện kéo chân”. Các model máy nén khí, model búa DTH và phạm vi tương thích của cần khoan thay thế chưa được tài liệu đề cập cần được xác minh bằng văn bản từng mục với nhà sản xuất ở giai đoạn xác nhận mua hàng.