Độ sâu khoan tối đa của WRT1000 là 1000 m, nhưng 1000 m là năng lực định mức của thiết bị, không có nghĩa là bất kỳ giếng nào cũng có thể khoan thẳng tới 1000 m. Việc có thực sự đạt được hay không phụ thuộc vào các nhóm đầu vào: đường kính lỗ khoan, địa tầng, trọng lượng dụng cụ khoan và ống chống, cấu hình máy nén khí và điều kiện vận chuyển vào công trường. Dưới đây trình bày theo thứ tự cần xác minh từng mục trước khi mua.
Trước tiên xem đường kính lỗ khoan: 105–800 mm quyết định toàn bộ chuỗi tải trọng
Phạm vi đường kính khoan của WRT1000 là 105–800 mm. Đường kính càng lớn, tải quay của dụng cụ khoan, nhu cầu lưu lượng máy nén khí, trọng lượng ống chống và độ khó tạo lỗ đều tăng đồng thời. Nói cách khác, cùng một thiết bị nhưng độ sâu lỗ khoan đạt được ở đường kính 105 mm và 800 mm là không giống nhau.
Trước khi mua nên xác định trước lượng nước ra của giếng mục tiêu và kết cấu hoàn thiện giếng, rồi suy ngược lại đường kính giếng và kích thước ống giếng cần thiết, thay vì lập dự toán theo giới hạn trên 800 mm. Giới hạn trên đường kính là ranh giới năng lực thiết bị, không phải thông số thi công được khuyến nghị.
Tổ hợp địa tầng quyết định quy trình có cần phân đoạn hay không
Giếng sâu cấp 1000 m hiếm khi chỉ có một loại địa tầng. Tổ hợp thường gặp là lớp phủ rời phía trên, đá phong hóa hoặc đới dập vỡ ở giữa, đá cứng nguyên khối phía dưới. WRT1000 có thể chuyển đổi quy trình theo từng đoạn:
- Lớp đất, sét, cát và sỏi: dùng khoan tuần hoàn dung dịch, ống chống hoặc các biện pháp ổn định lỗ khoan khác. Tính ổn định của đoạn lỗ phía trên đặc biệt quan trọng với giếng sâu; hiện tượng sập lỗ, co đường kính hoặc vấn đề ống chống giai đoạn đầu sẽ làm tăng đáng kể chi phí xử lý sau này.
- Đá vôi, đá cát, đá granit và các tầng đá tương đối nguyên khối: có thể cấu hình búa khoan DTH áp suất khí trung bình và cao để khoan DTH.
- Đới dập vỡ và địa tầng hỗn hợp: nên giảm tốc độ đẩy, tăng cường làm sạch lỗ khoan, đồng thời xử lý đá rơi và co đường kính tùy theo tình trạng thành lỗ.
Nếu địa tầng dự án chủ yếu là tầng chứa nước có áp lực mạnh, lượng nước trong lỗ tăng sẽ ảnh hưởng đến việc thải mùn và trạng thái tuần hoàn của búa khoan DTH; trước khi mua cần đưa độ sâu tầng ra nước chính và lưu lượng nước phun dự kiến vào phương án cấp khí và ống chống.
Lực nâng và mô-men quay: nút thắt thực sự của lỗ khoan sâu nằm ở đây
Ở độ sâu lỗ khoan 1000 m, trọng lượng bản thân cần khoan, trọng lượng ống chống và ma sát thành lỗ đều tăng rõ rệt. Các thông số liên quan của WRT1000 như sau:
| Hạng mục thông số | WRT1000 |
|---|---|
| Lực nâng | 51 / 52 T |
| Áp lực trục | 11 T |
| Mô-men quay | 20000 / 10000 N·m |
| Tốc độ quay | 70 / 140 r/min |
| Hành trình tiến | 7 m (có thể dùng cần khoan 3 m hoặc 6 m, khuyến nghị đường kính cần khoan 114 mm) |
| Nâng nhanh / tiến nhanh | 28 m/min / 42 m/min (động tác không khoan) |
| Động cơ diesel | 194 kW |
Cấp tốc độ thấp mô-men cao phù hợp với đường kính lớn, đá cứng và đoạn lỗ có ma sát cao; cấp tốc độ cao phù hợp với địa tầng ổn định có lực cản nhỏ. Thi công lỗ khoan sâu cần điều chỉnh cấp tốc độ linh hoạt theo tải quay, tình trạng thải mùn và mài mòn dụng cụ khoan. Cần lưu ý rằng lực nâng dùng cho việc nâng hạ cần khoan, thu hồi búa khoan DTH, một phần công tác ống chống và xử lý dụng cụ ở đoạn lỗ bất thường; khi lực cản rút cần tiếp tục tăng, nên làm sạch lỗ khoan trước và đánh giá trạng thái trong lỗ, thay vì kéo cưỡng bức trực tiếp theo lực nâng tối đa.
Lựa chọn cần khoan ảnh hưởng đến số lần nối cần và điều kiện thao tác
Hành trình tiến 7 m có thể dùng cần khoan 3 m hoặc 6 m. Cần khoan 6 m phù hợp với thi công lỗ khoan sâu chu kỳ dài, giảm số lần nối cần; cần khoan 3 m thực dụng hơn ở công trường bị hạn chế về không gian, vận chuyển hoặc thao tác thủ công.
Máy nén khí là biến số bên ngoài của khoan DTH 1000 m
Áp suất làm việc khuyến nghị cho khoan DTH bằng búa khoan của WRT1000 là 1,65–8 MPa, lượng tiêu thụ khí 16–96 m³/phút. Lỗ khoan sâu cấp 1000 m và đá cứng đường kính lớn có yêu cầu rất cao về áp suất và lưu lượng của máy nén khí; khi chọn cần đánh giá tổng hợp theo thông số búa khoan DTH, đường kính lỗ khoan, độ sâu lỗ khoan, độ cao so với mực nước biển và độ cứng địa tầng, không chỉ nhìn áp suất định mức. Máy nén khí thuộc thiết bị phụ trợ của dự án, khi mua nên xác nhận riêng năng lực của nó có phù hợp với điều kiện công trường mục tiêu hay không.
Vận chuyển toàn máy và điều kiện vào công trường dễ bị đánh giá thấp
Trọng lượng toàn máy WRT1000 khoảng 26 T, kích thước vận chuyển khoảng 10,8 × 2,5 × 4,23 m. Khung gầm gắn xe nâng cao hiệu quả chuyển vị giữa các điểm khoan, nhưng chiều cao vận chuyển 4,23 m có nghĩa là trước khi vào công trường phải xác minh:
- Giới hạn chiều cao đường bộ, tĩnh không cầu và đường dây trên cao;
- Cửa nhà xưởng và các vật cản phía trên khác;
- Khả năng thông qua, độ dốc, bán kính quay đầu của đường mỏ hoặc đường công trường;
- Điều kiện chịu tải của mặt bằng máy khoan.
Đây là những điều kiện hiện trường phải được xác nhận ngay trước khi mua, không phải đợi đến khi thiết bị tới nơi mới xử lý.
Các điều kiện đầu vào nên xác nhận từng mục trước khi mua
- Độ sâu giếng mục tiêu và đường kính lỗ khoan theo đoạn, đặc biệt là tỷ lệ đoạn đường kính lớn nhất;
- Mô tả phân lớp địa tầng, gồm độ dày lớp rời, vị trí đới dập vỡ và độ sâu tầng chứa nước chính;
- Lượng nước ra dự kiến và kết cấu hoàn thiện giếng, quyết định ống giếng và loại máy bơm;
- Thông số cần khoan (3 m hoặc 6 m, đường kính 114 mm) và trọng lượng ống chống;
- Áp suất và lưu lượng của máy nén khí phụ trợ có đủ đáp ứng độ sâu và đường kính lỗ khoan mục tiêu hay không;
- Giới hạn chiều cao đường vào công trường, khả năng chịu tải mặt bằng và tuyến chuyển vị;
- Biểu hiện công suất của động cơ diesel theo độ cao và nhiệt độ tại vị trí dự án.
Các điều kiện trên càng rõ ràng thì càng dễ đánh giá liệu độ sâu khoan 1000 m có thể đạt được trong dự án cụ thể hay không. Bản thân thông số thiết bị không tạo thành cam kết về kết quả hoàn thiện một giếng cụ thể; phương án cuối cùng cần được xác định kết hợp với tài liệu địa chất thủy văn và thiết kế chuyên nghiệp. Kết cấu tháp thẳng gắn xe, hai tời phụ (4 T + 3 T) và các cấu hình khác có ý nghĩa thực tế đối với việc vận chuyển dụng cụ khoan sâu và tổ chức hiện trường, nhưng giá trị lựa chọn của chúng cũng phụ thuộc vào việc các điều kiện công trường nêu trên có phù hợp hay không.