Lực nâng và mô-men xoay của giàn khoan giếng nước cấp 600 m có đủ dùng hay không không thể chỉ nhìn vào một thông số độ sâu khoan tối đa. Lỗ càng sâu, trọng lượng bản thân cần khoan và ma sát thành lỗ càng lớn, chủ yếu tiêu hao lực nâng; đường kính lỗ càng lớn, tầng đá càng cứng, lực cản quay càng cao, chủ yếu tiêu hao mô-men xoay. Thông số công bố của WRT600 gồm độ sâu khoan tối đa 600 m, đường kính lỗ khoan 140–450 mm, lực nâng 37 T, áp lực trục 6 T, mô-men xoay hai chế độ 15000/7500 N·m, động cơ diesel 132 kW. Để đánh giá cấu hình này có phù hợp với dự án của mình hay không, cần tách riêng đường kính giếng, độ sâu giếng và tổ hợp địa tầng để đối chiếu.
Trước tiên phân biệt ba biến số tiêu hao những gì
Đường kính giếng ảnh hưởng đến mô-men xoay, thải mùn và ống chống
Khi đường kính lỗ tăng, diện tích tiếp xúc giữa mũi khoan và thành lỗ, thể tích đá bị phá vỡ và nhu cầu tốc độ gió thổi ngược tăng đồng thời, mô-men xoay và nhu cầu lưu lượng máy nén khí đều tăng. Phạm vi đường kính lỗ của WRT600 là 140–450 mm. Giếng nước nông nghiệp và cộng đồng thường dùng đường kính nhỏ hơn, khu mỏ hoặc cấp nước lưu lượng cao có thể cần đường kính gần giới hạn trên. Việc chọn đường kính lỗ nên dựa trên ống giếng, ống lọc, máy bơm chìm và sản lượng nước dự kiến, không nên thi công theo đường kính tối đa của thiết bị trước rồi mới suy ngược kết cấu giếng hoàn chỉnh.
Độ sâu giếng chủ yếu cộng dồn lực nâng và tải trọng cột khoan
Khi độ sâu lỗ tăng, trọng lượng bản thân cần khoan, số lượng khớp nối, ma sát thành lỗ và rủi ro lắng cặn đều tích lũy. Lực nâng 37 T của WRT600 cần đồng thời đảm bảo việc nâng hạ cần khoan, thu hồi búa khoan và một phần thi công ống chống. Trong đó trọng lượng ống chống dễ bị đánh giá thấp: nếu phương án hoàn thiện giếng yêu cầu hạ ống chống sâu hơn, đường kính lớn hơn, cần tính riêng trọng lượng ống chống và dự phòng lực nâng, không nên trộn lẫn với trọng lượng cần khoan để ước tính.
Địa tầng quyết định đỉnh mô-men xoay và việc chuyển chế độ
Mô-men xoay của WRT600 là hai chế độ 15000/7500 N·m, tương ứng tốc độ quay tối đa 70/140 r/min. Chế độ mô-men xoay cao tốc độ thấp phù hợp hơn với đường kính lỗ lớn, đá cứng và đoạn lỗ ma sát cao; chế độ tốc độ cao phù hợp với địa tầng ổn định có lực cản nhỏ hơn. Tầng trên tơi rời có thể dùng tuần hoàn dung dịch hoặc ống chống, sau khi vào đá vôi, đá cát, đá granit tương đối nguyên vẹn có thể chuyển sang búa khoan DTH áp suất gió trung bình cao. Địa tầng hỗn hợp nghĩa là trong cùng một giếng có thể cần chuyển đổi công nghệ, khi đánh giá mô-men xoay có đủ dùng cần xem xét theo đoạn lỗ khó nhất, không phải xem xét trung bình.
Các tổ hợp đường kính giếng và độ sâu lỗ khác nhau, hướng tải trọng khác nhau
| Tình huống tổ hợp | Điểm áp lực chính | Thông tin cần xác minh khi mua |
|---|---|---|
| Đường kính giếng nhỏ, gần 600 m | Trọng lượng bản thân cần khoan và ma sát thành lỗ đẩy nhu cầu lực nâng lên cao | Tổ hợp đường kính và chiều dài cần khoan dự kiến, lực cản lớn nhất khi nâng hạ cần |
| Đường kính giếng lớn, lỗ nông trung bình | Mô-men xoay, lưu lượng gió thải mùn và trọng lượng ống chống tăng | Công nghệ khoan ở đường kính mục tiêu, áp suất và lưu lượng máy nén khí |
| Đường kính giếng lớn, gần 600 m | Mô-men xoay và lực nâng đồng thời gần giới hạn trên | Có nằm trong phạm vi áp dụng của WRT600 không, cần nhà sản xuất tính toán từng hạng mục |
| Tầng phủ tơi rời dày | Ổn định thành lỗ và thi công ống chống chiếm dụng lực nâng | Quy cách ống chống, độ sâu hạ, phương án ổn định lỗ bằng dung dịch hoặc ống chống |
| Chủ yếu đá cứng nguyên vẹn | Mô-men xoay, áp suất khí và lượng khí tiêu thụ tăng | Quy cách búa khoan DTH, khớp lưu lượng ở áp suất làm việc 1,2–3,5 MPa |
Các tình huống trong bảng chỉ là phân loại hướng tải trọng, không có nghĩa WRT600 đã được xác minh phù hợp trong mọi tổ hợp. Độ sâu khoan tối đa 600 m và đường kính lỗ tối đa 450 mm là hai thông số độc lập, liệu có thể đồng thời đáp ứng khi đường kính lớn và lỗ sâu cùng xuất hiện hay không, tài liệu trên trang này không đưa ra dữ liệu tình huống tổ hợp, cần xác nhận với nhà sản xuất theo kết cấu lỗ khoan cụ thể.
Khi đối chiếu với thông số công bố của WRT600, những gì có thể tính và không thể tính
Thông tin xác định có thể đối chiếu bao gồm: độ sâu khoan tối đa 600 m, đường kính lỗ 140–450 mm, lực nâng 37 T, áp lực trục 6 T, mô-men xoay 15000/7500 N·m, tốc độ quay 70/140 r/min, hành trình cấp tiến 7 m, có thể dùng cần khoan 3 m hoặc 6 m, đường kính cần khoan khuyến nghị 102/114/127 mm, áp suất làm việc DTH 1,2–3,5 MPa, lượng khí tiêu thụ 16–55 m³/min, toàn máy khoảng 26 T. Những giá trị này có thể dùng trực tiếp để đặt câu hỏi cho nhà sản xuất.
Phần không thể suy ra kết luận trực tiếp: tài liệu không đưa ra trọng lượng đơn vị cần khoan, giới hạn trọng lượng ống chống, đường cong tiêu hao mô-men xoay của các đường kính lỗ khác nhau trong các tầng đá khác nhau, cũng không đưa ra hệ số dự phòng an toàn của mô-men xoay và lực nâng. Do đó không thể dựa vào tài liệu hiện có để tính toán một tổ hợp đường kính giếng và độ sâu lỗ cụ thể là "đủ dùng" hay "không đủ dùng", chỉ có thể lấy các thông số này làm mục đối chiếu khi trao đổi kỹ thuật với nhà sản xuất.
Danh sách dữ liệu cần xác minh với nhà sản xuất trước khi mua
- Đường kính, chiều dài, trọng lượng từng cây và dạng khớp nối của cần khoan dự kiến, cùng khuyến nghị chọn cần khoan 6 m hay 3 m.
- Ở đường kính mục tiêu, tốc độ quay, chế độ mô-men xoay và thông số cấp tiến khuyến nghị cho đá cứng nguyên vẹn và đới đứt gãy.
- Tổng trọng lượng cột khoan dự kiến ở đoạn lỗ sâu nhất, phạm vi lực cản nâng cần tối đa, và giải thích phạm vi áp dụng tương ứng với lực nâng 37 T.
- Đường kính, độ sâu hạ, tổng trọng lượng và cách kết nối của ống chống hoàn thiện giếng, xác nhận liệu có ảnh hưởng đến phân bổ lực nâng không.
- Mối quan hệ khớp giữa quy cách búa khoan DTH với áp suất và lưu lượng máy nén khí trong công nghệ DTH, lưu ý áp suất đạt trong phạm vi 1,2–3,5 MPa không có nghĩa lưu lượng đã đủ.
- Điều chỉnh phương pháp làm sạch lỗ ở tầng chứa nước mạnh hoặc đoạn phun nước, cùng cơ sở thiết kế ống lọc hoàn thiện giếng, đoạn chặn nước và loại bơm.
- Điều kiện chuyển công trường: toàn máy khoảng 26 T, kích thước vận chuyển khoảng 10 × 2,48 × 3,75 m tương ứng yêu cầu về chiều rộng đường, giới hạn chiều cao, bán kính quay đầu và sức chịu tải của bãi khoan.
Phần cần nêu rõ khi tài liệu chưa đầy đủ
Tài liệu trên trang này về WRT600 đã bao quát các thông số kỹ thuật chính và công nghệ áp dụng, nhưng chưa bao quát quá trình tính toán mô-men xoay và lực nâng của dự án cụ thể, tải trọng đo thực tế dưới các địa tầng khác nhau, giới hạn tải trọng của thi công ống chống, cũng như dữ liệu xác minh tình huống tổ hợp đường kính lớn lỗ sâu. Hiệu quả khoan thực tế, độ sâu khoan và kết quả hoàn thiện giếng nên lấy điều kiện hiện trường và tài liệu xác nhận kỹ thuật của nhà sản xuất làm chuẩn. Nếu dự án đồng thời gần giới hạn độ sâu lỗ 600 m và đường kính lỗ 450 mm, nên yêu cầu nhà sản xuất đưa ra ý kiến xác minh bằng văn bản cho kết cấu lỗ khoan mục tiêu trước khi mua, thay vì chỉ dựa vào bảng thông số model để đánh giá.