Giếng nước sâu cấp 600 m có đặc điểm là quy trình dài, cột khoan nặng, chi phí chuyển trường cao; một khi đã khởi công mà phải thay đổi thiết bị hoặc phương án thì chi phí lớn hơn nhiều so với giai đoạn chọn thiết bị. Thông tin cần hoàn tất trước khởi công có thể quy về bốn nhóm: cột khoan và tải trọng nâng, trạng thái làm việc tương ứng giữa đường kính lỗ khoan và địa tầng, nền tảng và kết cấu đỡ toàn máy, máy nén khí và cấp khí phụ trợ. Dưới đây lấy thông số đã công bố của WR600S làm mẫu để trình bày, chỉ giải thích mỗi nhóm cần đối chiếu gì và ràng buộc công đoạn nào; những phần tài liệu của trang này chưa đề cập sẽ được đánh dấu riêng.
Nhóm 1: Cột khoan và tải trọng nâng
Trọng lượng bản thân cần khoan, tải trọng ren nối và ma sát thành lỗ của lỗ khoan cấp 600 m đều tăng theo độ sâu, vì vậy nhóm này trước tiên cần xem quy cách cần khoan và năng lực nâng có phù hợp hay không.
- Độ sâu khoan tối đa 600 m, đường kính lỗ khoan 105–400 mm; hai số này phải được xem cùng nhau mới có ý nghĩa: đường kính càng lớn thì tải trọng cột khoan và thải mùn ở cùng độ sâu càng cao.
- Đường kính cần khoan khuyến nghị 89 / 102 mm, chiều dài cần khoan 6 m. Chọn cấp nào thì tài liệu chưa đưa ra quan hệ tương ứng với địa tầng cụ thể, cần xác nhận thêm dựa trên ma sát thành lỗ và độ bền mối nối dụng cụ khoan.
- Lực nâng 35 T, áp lực trục 6 T. Tải trọng kéo cần khoan ở lỗ sâu được cộng dồn từ trọng lượng bản thân cần khoan, ma sát thành lỗ và trọng lượng ống chống; dự phòng lực nâng phải được tính toán theo điều kiện dự án, không thể trực tiếp coi 35 T là lực nâng ròng khả dụng.
- Chữ S trong model chỉ tháp dạng ống lồng, khi làm việc có thể dùng cần khoan 6 m để giảm số lần nối cần; khi vận chuyển, kết cấu ống lồng giúp cải thiện kích thước bao toàn máy.
- Lực nâng tời phụ 2.5 T, có thể dùng để vận chuyển búa DTH, cần khoan, dụng cụ ống chống và phụ kiện hiện trường.
Nhóm này cần hoàn tất trước khởi công gồm: quy cách cần khoan dự kiến, độ sâu giếng dự kiến, đường kính lỗ khoan dự kiến, và có liên quan đến thi công ống chống hay không. Tài liệu đề cập nếu lực cản kéo cần khoan bất thường thì nên làm sạch lỗ trước và đánh giá tình trạng thành lỗ, thay vì trực tiếp dựa vào lực nâng tối đa để xử lý — đây là lưu ý vận hành do tài liệu thiết bị đưa ra, phương pháp xử lý cụ thể vẫn nên do phương án kỹ thuật hiện trường quyết định.
Nhóm 2: Trạng thái làm việc tương ứng giữa đường kính lỗ khoan và địa tầng
Hệ quay đưa ra giá trị hai chế độ làm việc: mô-men xoắn tối đa 12000 / 6000 N·m, tương ứng tốc độ quay tối đa 90 / 180 r/min. Trạng thái tốc độ thấp mô-men xoắn cao phù hợp với đường kính lỗ khoan lớn hơn, đá cứng và đoạn lỗ có ma sát cao; khi lực cản nhỏ hơn hoặc tải trọng dụng cụ khoan nhẹ hơn, có thể chọn tốc độ quay cao hơn. Thi công thực tế nên điều chỉnh động theo mũi khoan, búa DTH, thải mùn và tải trọng quay.
Trước khởi công cần liệt kê phân đoạn địa tầng tương ứng với thiết kế lỗ khoan, rồi đánh giá đoạn lỗ nào thuộc chế độ làm việc nào. Ba việc không thể trộn lẫn: phạm vi đường kính lỗ khoan 105–400 mm là khoảng năng lực thiết bị, không đồng nghĩa với đường kính lỗ khoan kế hoạch của một dự án; 12000 N·m và 6000 N·m là giá trị của hai chế độ làm việc, không phải hai tùy chọn tốc độ; hiệu suất khoan tham khảo 10–35 m/h là giá trị tham khảo do tài liệu đưa ra, tiến độ thực tế phụ thuộc vào độ cứng địa tầng, đường kính lỗ khoan, búa DTH, lưu lượng máy nén khí và cách vận hành.
Khoan DTH khuyến nghị áp suất làm việc 1.2–3.5 MPa, lưu lượng khí tiêu thụ 16–55 m³/min. Sau khi vào đá cứng tương đối nguyên vẹn có thể kết hợp búa DTH áp suất trung bình và cao; địa tầng đá phong hóa và xen kẽ mềm cứng có tiến độ nhanh hơn nhưng thành lỗ dễ rơi khối, giảm đường kính; tầng đất phía trên, đất sét, tầng cát và tầng sỏi cát hỗ trợ khoan quay bằng dung dịch, nên ưu tiên ổn định lỗ, mang mùn và bảo vệ thành lỗ. Sau khi vào tầng chứa nước chính, nước ngầm sẽ thay đổi trạng thái thải mùn và áp suất trong lỗ, cần ghi lại độ sâu tầng xuất nước chính.
Nhóm 3: Nền tảng và kết cấu đỡ toàn máy
Nhóm điều kiện này quyết định thiết bị có thể vào vị trí hay không, và sau khi vào vị trí có thể giữ ổn định hay không.
- Trọng lượng toàn máy khoảng 12.5 T, kích thước ngoài khoảng 6.73 × 2.1 × 2.63 m; vận chuyển cần bố trí xe phẳng theo tải trọng xe, giới hạn chiều rộng và chiều cao đường bộ, đồng thời kiểm tra khóa tháp ống lồng và điểm cố định thiết bị.
- Tốc độ di chuyển bánh xích khoảng 3 km/h, góc leo dốc tối đa tham khảo 21°. Tài liệu đồng thời lưu ý trước khi chuyển trường cần xác nhận sức chịu tải mặt đất, độ dốc và tình trạng trơn ướt; mặt đất mềm tránh di chuyển trực tiếp với tải trọng cao.
- Hành trình chân đế thủy lực 1.6 m, dùng để cân bằng và đỡ ổn định thiết bị. Thi công lỗ khoan cấp 600 m kéo dài, độ ổn định toàn máy ảnh hưởng trực tiếp đến lực tác dụng lên tháp; mặt đất mềm nên dùng tấm đệm. Quy cách tấm đệm cụ thể và phương pháp xử lý nền móng thì tài liệu chưa đưa ra.
- Sau khi đến hiện trường cần dự phòng đủ không gian mở tháp; mục này cùng với kích thước vận chuyển đều là điều kiện hiện trường, nhưng kích thước bao chiếm đất khi làm việc chưa được liệt kê trong tài liệu.
Cần hoàn tất trước khởi công gồm: điều kiện lưu thông đường bộ từ đường công cộng đến vị trí lỗ khoan, kích thước mặt đỗ quanh vị trí lỗ khoan, tình trạng chịu tải mặt đất, khoảng cách chuyển trường giữa nhiều giếng. Các mục này đều phải xác minh theo hiện trường thực tế, không thể suy trực tiếp từ kích thước toàn máy và góc leo dốc.
Nhóm 4: Máy nén khí và cấp khí phụ trợ
Trong lỗ sâu cấp 600 m, khí nén đồng thời đảm nhận hai nhiệm vụ: tác động và thải mùn đáy lỗ. Tài liệu đưa ra khoảng lưu lượng khí tiêu thụ 16–55 m³/min, áp suất làm việc 1.2–3.5 MPa, và lưu ý rõ: khi độ sâu lỗ khoan tăng, đường kính lỗ khoan lớn hơn, tầng đá cứng hơn hoặc độ cao tăng, lưu lượng thực tế cần có thể tăng, vì vậy máy nén khí phải được khớp riêng theo dự án.
Các phụ trợ khác trong cùng nhóm còn gồm bơm dung dịch, bơm ly tâm, máy phát điện và bơm bọt (tài liệu ghi là cấu hình tùy chọn). Trước khởi công cần hoàn tất: lưu lượng và áp suất máy nén khí tương ứng với tuyến quy trình đã chọn, dùng một máy hay nhiều máy song song, chiều dài đường ống cấp khí, và tầng phủ phía trên có cần hệ thống dung dịch cùng có mặt hay không. Model và số lượng máy nén khí cụ thể thì tài liệu của trang này chưa đưa ra, cần xác nhận với nhà sản xuất hoặc theo thiết kế dự án.
Ngoài ra, động cơ Cummins 132 kW cung cấp động lực cho hệ quay, tiến dao, di chuyển bánh xích và hệ thủy lực phụ trợ. Với dự án nhiều bụi, tài liệu lưu ý nên tăng tần suất vệ sinh két tản nhiệt và lõi lọc.
Quan hệ tương ứng giữa bốn nhóm điều kiện và công đoạn tương ứng
| Nhóm điều kiện | Hạng mục đối chiếu chính | Công đoạn bị ràng buộc |
|---|---|---|
| Cột khoan và tải trọng nâng | Đường kính và chiều dài cần khoan, lực nâng 35 T, áp lực trục 6 T | Kéo thả cần khoan, nối cần, thi công ống chống có thể có |
| Đường kính lỗ khoan và địa tầng | 12000/6000 N·m, 90/180 r/min, 1.2–3.5 MPa | Đá cứng, xen kẽ mềm cứng, đoạn lỗ tầng phủ và tầng chứa nước |
| Nền tảng và kết cấu đỡ | Toàn máy 12.5 T, 6.73×2.1×2.63 m, chân đế 1.6 m | Vận chuyển vào công trường, đứng vị trí, mở tháp |
| Cấp khí phụ trợ | Lưu lượng khí tiêu thụ 16–55 m³/min, bơm và máy phát điện tùy chọn | Khoan DTH và thải mùn, xử lý tầng phủ phía trên |
Những phần tài liệu chưa đề cập, cần xác nhận riêng
Các mục sau không có giá trị hoặc kết luận tương ứng trong tài liệu của trang này: xác định độ sâu hoàn thành giếng theo điều kiện địa chất thủy văn cụ thể của vị trí giếng; trong khoảng 95 đến 400 mm, một đường kính lỗ khoan kế hoạch tương ứng với cấp mô-men xoắn nào thì phù hợp hơn; trình tự khởi động và dừng cụ thể khi chuyển giữa tuần hoàn dung dịch thuận và DTH; model, số lượng máy nén khí và cấu hình đường ống cấp khí; quy cách tấm đệm và phương pháp xử lý nền móng trên mặt đất mềm. Những nội dung này nên được xác nhận trước khởi công bằng phương án kỹ thuật dự án hoặc với nhà sản xuất; bài viết này không đưa ra kết luận suy đoán.