Động cơ tiêu chuẩn của WR300SE là 73kW, đồng thời cung cấp cấu hình tùy chọn 85kW; hai mức động cơ này đều dành cho cùng một máy khoan thủy lực toàn phần kiểu bánh xích cấp 300m, cùng dải đường kính lỗ 105–325mm. Chọn 73kW hay 85kW, cốt lõi không phải là so sánh con số lớn nhỏ, mà là đánh giá thiết bị sẽ chịu mức tải trọng như thế nào trong dài hạn dưới đường kính lỗ dự kiến, địa tầng dự kiến và công nghệ dự kiến.
Trước tiên xác định động cơ đảm nhận tải trọng gì trên WR300SE
Động cơ của WR300SE cần đồng thời hỗ trợ quay, nâng, đẩy, di chuyển và hệ thống phụ trợ. Các thông số làm việc chính được tài liệu cung cấp bao gồm: mô-men xoay lớn nhất 7000/3500N·m, tương ứng tốc độ quay lớn nhất 80/160r/min; lực nâng 15T; tốc độ nâng nhanh 30m/min, tốc độ đẩy nhanh 55m/min; tốc độ di chuyển bánh xích 2.5km/h. Những động tác này không chạy đồng thời ở mức tải tối đa, nhưng quay với đường kính lỗ lớn, nâng hạ cần khoan ở giếng sâu và khoan khí nén trong đá cứng sẽ làm tăng rõ rệt nhu cầu động cơ.
Do đó, để đánh giá động cơ có đủ dùng hay không, trước tiên nên xem dự án trong dài hạn tập trung ở đoạn nào của dải đường kính lỗ, khoan bằng công nghệ gì, máy nén khí và các thiết bị ngoại vi khác do ai cung cấp, chứ không chỉ xem độ sâu giếng có phải 300m hay không.
Đánh giá theo đường kính lỗ: dải 105–325mm khá rộng
105–325mm của WR300SE là dải đường kính khoan cho phép, không có nghĩa là động cơ tiêu chuẩn 73kW đều đạt hiệu suất như nhau ở mọi đường kính lỗ. Đường kính lỗ càng lớn, thể tích phá vỡ đáy lỗ, lực cản quay và gánh nặng thải mùn càng lớn. Tài liệu đề cập hệ thống quay có hai cấp mô-men xoay lớn nhất 7000/3500N·m và hai cấp tốc độ 80/160r/min; trạng thái tốc độ thấp, mô-men xoay cao phù hợp hơn với đường kính lỗ lớn và điều kiện tải trọng cao.
- Nếu dự án chủ yếu dùng đường kính lỗ nhỏ, tạo giếng thông thường, và trong độ sâu cấp 300m khoan địa tầng rời bằng phương pháp quay dung dịch khoan, thì động cơ tiêu chuẩn 73kW là cấu hình cơ sở theo tài liệu.
- Nếu dự án trong dài hạn sử dụng đường kính lỗ lớn gần 325mm, và cần liên tục quay trong đá cứng hơn hoặc kết hợp khoan bằng búa khoan, nên đưa 85kW vào phương án đánh giá, đối chiếu với tải trọng thực tế và xác nhận với nhà sản xuất.
- Nếu cùng một thiết bị vừa khoan giếng nước đường kính nhỏ vừa thỉnh thoảng khoan giếng công trình đường kính lớn, cần xác nhận là điều kiện làm việc tần suất cao, chứ không phải đường kính lỗ lớn nhất xuất hiện một lần.
Tài liệu không cung cấp dữ liệu so sánh hiệu suất khoan giữa 73kW và 85kW ở đường kính lỗ cụ thể, địa tầng cụ thể; bài viết này không suy đoán hai mức chênh lệch bao nhiêu, phần này nên lấy theo tính toán mà nhà sản xuất đưa ra dựa trên điều kiện làm việc thực tế.
Đánh giá theo địa tầng: điểm quan tâm về động cơ giữa tầng rời và tầng đá khác nhau
Địa tầng rời
Tài liệu nêu rõ WR300SE phù hợp với địa tầng rời và địa tầng đá. Tầng đất, đất sét, tầng cát và tầng sỏi cát có thể dùng phương pháp quay dung dịch khoan để giữ ổn định thành lỗ. Trọng tâm thi công ở loại địa tầng này được tài liệu mô tả là giữ ổn định lỗ khoan chứ không phải theo đuổi tốc độ; các vấn đề dễ xảy ra là sập lỗ, thu nhỏ đường kính và kẹt cần, nên ưu tiên xem xét tuần hoàn dung dịch khoan, ống chống và bảo vệ thành lỗ. Về động cơ, nếu tầng rời có đường kính lỗ không lớn, độ sâu giếng thông thường, thì động cơ tiêu chuẩn 73kW thuộc dải cấu hình tương ứng theo tài liệu; nếu thi công dài hạn trong tầng sỏi cát đường kính lớn, tải trọng liên tục của quay và tuần hoàn dung dịch khoan sẽ tăng, cần xác nhận với nhà sản xuất về dự phòng công suất.
Đá phong hóa và đá nguyên khối
Sau khi vào đá phong hóa, đá vôi, đá cát hoặc các tầng đá nguyên khối khác, có thể cấu hình búa khoan và máy nén khí theo độ cứng và đường kính lỗ. Lúc này nhu cầu động cơ của thiết bị không chỉ ở quay, mà còn bao gồm khả năng phối hợp khi khoan khí nén. Khoan đá cứng nên chú ý bôi trơn búa khoan, mài mòn mũi khoan, lưu lượng gió và trạng thái thải mùn, ngăn bột đá tích tụ ở đáy lỗ làm giảm hiệu suất.
Thông số làm việc của búa khoan được tài liệu cung cấp là: áp suất làm việc khuyến nghị 1.2–3.5MPa, lưu lượng tiêu thụ khí 16–55m³/min, có thể kết hợp với dòng búa khoan áp suất gió trung bình và cao. Lựa chọn máy nén khí thực tế không chỉ xem áp suất, mà còn phải kết hợp đường kính lỗ, cần khoan, thông số búa khoan, độ cứng địa tầng và độ cao; lưu lượng không đủ thường ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất đập và thải mùn đáy lỗ. Máy nén khí và động cơ máy khoan là hai hệ thống riêng, chọn máy khoan 85kW không có nghĩa là tự động giải quyết vấn đề lưu lượng máy nén khí; khi mua sắm nên xác nhận cả hai như một nhóm điều kiện.
Đánh giá theo điều kiện thi công: độ cao, vận hành liên tục và môi trường
Phần động cơ trong tài liệu đưa ra nhận định: dự án chủ yếu dùng đường kính lỗ thông thường và địa tầng phổ thông, động cơ tiêu chuẩn có lợi cho việc kiểm soát chi phí thiết bị; nếu dự án trong dài hạn ở điều kiện đường kính lỗ lớn, đá cứng hoặc độ cao lớn, có thể đánh giá cấu hình công suất cao hơn. Ở đây đặt độ cao lớn ngang hàng với đường kính lỗ lớn và đá cứng, cho thấy trong môi trường mật độ không khí thấp, công suất đầu ra bị hạn chế, dự phòng công suất càng đáng quan tâm.
Tài liệu không cung cấp giá trị hiệu chỉnh công suất của WR300SE ở các độ cao khác nhau, cũng không cung cấp dữ liệu giảm công suất trong môi trường nhiệt độ cao, lạnh giá. Nếu dự án nằm ở vùng độ cao lớn hoặc nhiệt độ cực đoan, điều cần xác nhận với nhà sản xuất không phải là “85kW nhất định đủ”, mà là công suất khả dụng và khả năng làm mát của cấu hình đó ở độ cao và nhiệt độ mục tiêu.
Tính cả công nghệ, cần khoan và hệ thống phụ trợ vào đánh giá động cơ
WR300SE hỗ trợ cần khoan 3m và 6m, đường kính cần khoan khuyến nghị 89/102mm. Cần khoan 6m có thể giảm số lần nối cần, nâng cao hiệu suất khoan liên tục; sau khi giảm số lần nối cần, tỷ lệ thời gian ở trạng thái khoan trong một đơn vị thời gian tăng lên, thời gian chịu tải liên tục của hệ thống động cơ cũng thay đổi tương ứng. Điểm này dễ bị bỏ qua khi chọn cấu hình động cơ.
Tài liệu cung cấp các phụ kiện tùy chọn như bơm dung dịch khoan, bơm ly tâm, máy phát điện và bơm bọt, đồng thời nêu rõ nên kết hợp theo phương thức khoan chính, nguồn điện tại hiện trường, điều kiện thoát nước và đặc điểm địa tầng, tránh tăng chi phí mua sắm và gánh nặng vận chuyển không cần thiết. Việc phụ kiện tùy chọn có được dẫn động bằng động cơ máy khoan hay có động cơ riêng sẽ ảnh hưởng đến phân bổ tải trọng của máy chính; trước khi mua nên xác nhận từng hạng mục, chứ không phải chọn 73kW hay 85kW trước rồi mới bổ sung phụ kiện.
Danh sách đề xuất xác nhận với nhà sản xuất trước khi mua
| Hạng mục xác nhận | Nội dung cần nêu rõ |
|---|---|
| Đường kính lỗ chính | Dự án trong dài hạn tập trung ở đoạn nào trong 105–325mm, tần suất xuất hiện đường kính lỗ lớn nhất |
| Địa tầng chính | Tỷ lệ từng loại: tầng rời, đá phong hóa, đá nguyên khối, đới phá hủy và đới nứt nẻ |
| Công nghệ khoan | Sự kết hợp giữa quay dung dịch khoan, búa khoan hoặc phương thức khác, và điều kiện chuyển đổi |
| Phối hợp máy nén khí | Lựa chọn thực tế trong dải áp suất khí 1.2–3.5MPa, lưu lượng tiêu thụ khí 16–55m³/min, do ai cung cấp |
| Cấu hình động cơ | Giải thích khả năng đáp ứng của 73kW và 85kW trong điều kiện làm việc dự kiến |
| Điều kiện môi trường | Ảnh hưởng của độ cao, nhiệt độ cao hoặc lạnh giá đến động cơ và làm mát |
| Phụ kiện tùy chọn | Bơm dung dịch khoan, bơm ly tâm, máy phát điện, bơm bọt có được chọn hay không và nguồn động lực |
Đừng bỏ sót các hạng mục phối hợp ngoài động cơ
Động cơ chỉ là một phần trong lựa chọn WR300SE. Trọng lượng toàn máy khoảng 7.2T, tốc độ di chuyển 2.5km/h, góc leo dốc lớn nhất tham khảo 21°, khung gầm bánh xích phù hợp với đường nông thôn, đất sỏi đá, công trường và mặt bằng không bằng phẳng thông thường; hành trình chân thủy lực 1.5m dùng để hỗ trợ thiết bị và san phẳng mặt bằng, nền đất yếu nên tăng tấm lót. Lực nâng 15T dùng để nâng hạ cần khoan, thu hồi búa khoan và một phần công việc ống chống; khi độ sâu lỗ tăng, trọng lượng bản thân cần khoan và ma sát thành lỗ đều tăng, trong thi công nên liên tục quan sát lực cản khi nâng cần. Những thông số này có liên quan đến việc chọn động cơ, nên kiểm tra cùng lúc khi mua sắm.
Hiệu suất khoan tham khảo trong tài liệu là 10–35m/h, đồng thời nêu rõ tốc độ tiến thực tế phụ thuộc vào địa tầng, đường kính lỗ, dụng cụ khoan, máy nén khí và phương thức vận hành; không thể hiểu tốc độ đẩy nhanh 55m/min là tốc độ khoan thực tế. Tương tự, 73kW hoặc 85kW cũng không thể một mình quyết định hiệu suất tạo giếng; hiệu suất khoan, độ sâu khoan và hiệu quả tạo giếng cuối cùng nên lấy theo điều kiện hiện trường.
Nếu điều kiện dự án tập trung ở đường kính lỗ thông thường và địa tầng phổ thông, động cơ tiêu chuẩn 73kW là cấu hình cơ sở theo tài liệu; nếu trong dài hạn đối mặt với đường kính lỗ lớn, đá cứng hoặc độ cao lớn, nên đưa 85kW vào đánh giá và yêu cầu nhà sản xuất cung cấp giải thích tính toán theo điều kiện làm việc thực tế. Tài liệu không cung cấp dữ liệu so sánh hai mức động cơ trong cùng điều kiện làm việc; quyết định mua sắm không nên chỉ dựa vào con số công suất để kết luận.