Trong bảng thông số của WR300SE, mục công suất động cơ ghi hai con số: động lực tiêu chuẩn 73 kW, động lực tùy chọn 85 kW. Cùng tài liệu đó phía sau còn một câu — "nếu dự án thường xuyên ở điều kiện đường kính lớn hơn, đá cứng hoặc độ cao lớn, có thể đánh giá cấu hình công suất cao hơn". Câu này đưa ra định hướng phán đoán, không phải tiêu chuẩn phán đoán. Để biến định hướng thành lựa chọn có thể đối chiếu, trước tiên cần làm rõ 12 kW này bị tiêu hao bởi cái gì trong quá trình khoan.
Bài viết này xem xét theo ba tầng nguồn tải: đường kính lỗ khoan, tầng đá, độ cao. Mỗi tầng tương ứng với công suất đầu ra thực tế của động cơ, mà trong tài liệu chỉ có hai giá trị xác định là 73 kW và 85 kW, quan hệ định lượng của các khâu còn lại không được đưa ra.
Trước tiên phân biệt: động lực không chỉ tác động riêng đến việc "khoan được"
Công suất động cơ của máy khoan thủy lực toàn phần bánh xích không được truyền trực tiếp đến mũi khoan. Lấy tài liệu WR300SE làm ví dụ, công suất cần được phân bổ cho mấy tuyến tiêu hao song song: hệ thống thủy lực dẫn động quay và nâng, khi khoan khí nén còn phải dẫn động máy nén khí đi kèm, ngoài ra di chuyển, chân chống và tời phụ của toàn máy cũng chiếm một phần. Cấu trúc này quyết định việc lựa chọn động lực không thể chỉ nhìn "có khoan được hay không", mà phải xem trong toàn bộ chu kỳ làm việc, khi các tuyến này cùng hoạt động có còn dư lượng hay không.
Các thông số song song trực tiếp với động lực trong tài liệu bao gồm: độ sâu khoan tối đa 300 m, đường kính lỗ khoan 105–325 mm, mô-men xoắn tối đa hệ thống quay 7000 / 3500 N·m, tốc độ quay tối đa 80 / 160 r/min, lực nâng 15 T, áp suất làm việc khuyến nghị khi khoan khí nén 1,2–3,5 MPa, lưu lượng khí tiêu thụ 16–55 m³/min. Những giá trị này nhìn riêng đều không liên quan đến công suất động cơ, nhưng chúng mô tả phía tải — công suất cuối cùng là để phục vụ những tải này.
Tầng thứ nhất: đường kính lỗ khoan chiếm dụng liên tục động lực
Dải đường kính lỗ khoan 105–325 mm gần gấp ba lần. Khi đường kính tăng lên, ít nhất có ba điểm thay đổi: diện tích tiếp xúc giữa dụng cụ khoan và thành lỗ khi quay, lượng gió hoặc dung dịch cần thiết để thải mùn đáy lỗ, và nhu cầu mô-men xoắn liên tục của đoạn lỗ đường kính lớn. Mô-men xoắn quay trong tài liệu chia thành hai cấp 7000 / 3500 N·m, tương ứng hai cấp tốc độ 80 / 160 r/min, cho thấy bản thân thiết bị này đã chuẩn bị vùng làm việc tốc độ thấp, mô-men xoắn cao cho đường kính lớn.
Nhưng hệ thống thủy lực có thể cung cấp mô-men xoắn bao nhiêu, và động cơ có thể duy trì đầu ra mô-men xoắn này trong thời gian dài hay không, là hai việc khác nhau. Tài liệu không đưa ra giá trị tương ứng của tải động cơ dưới các đường kính lỗ khoan khác nhau, do đó không thể tính trực tiếp từ bảng thông số rằng một đường kính nào đó bắt buộc phải dùng 85 kW. Chỉ có thể xác nhận định hướng phán đoán của tài liệu: đường kính lớn hơn là một trong những điều kiện có thể đánh giá cấu hình công suất cao hơn.
Tầng thứ hai: tầng đá thay đổi cách dao động của tải
Tài liệu WR300SE ghi rõ nó phù hợp với tầng đất rời và tầng đá. Hai loại tầng này đối với nhu cầu động lực không phải khác biệt "lớn hơn hay nhỏ hơn", mà là khác biệt về cách dao động.
- Tầng đất, đất sét, tầng cát và tầng sỏi cát sử dụng phương thức quay dung dịch khoan, tải tương đối ổn định, rủi ro chính là sập lỗ, co đường kính và kẹt dụng cụ khoan, trọng tâm là giữ ổn định lỗ chứ không phải công suất.
- Sau khi vào đá phong hóa hoặc tầng đá nguyên vẹn thì chuyển sang khoan búa lỗ sâu, bản thân va đập được dẫn động bằng khí nén, nhưng lưu lượng khí tiêu thụ của máy nén khí đi kèm theo tài liệu là 16–55 m³/min, áp suất khí 1,2–3,5 MPa, phần năng lượng này không xuất phát từ động cơ máy khoan, nhưng có liên quan đến cách tổ chức phối hợp của toàn máy.
- Đới đứt gãy, khe nứt và lỗ rỗng cục bộ sẽ gây rò khí, rơi khối, gặp đoạn lỗ loại này tài liệu khuyến nghị giảm đẩy, tăng cường làm sạch lỗ và quan sát thay đổi áp suất gió.
Trong khoan đá cứng, công suất động cơ chủ yếu gánh vác đầu ra liên tục của hệ thống quay và cung cấp thủy lực ổn định cho toàn máy. Tài liệu đưa "đá cứng" vào điều kiện có thể đánh giá công suất cao hơn, nhưng không đưa ra quan hệ quy đổi giữa tính chất đá và nhu cầu công suất, do đó một loại đá cụ thể có cần 85 kW hay không, nên xác minh với nhà sản xuất, không thể tự suy đoán từ bảng thông số.
Tầng thứ ba: độ cao ảnh hưởng đồng thời cả hai đầu
Độ cao lớn là một trong ba điều kiện dễ bị đánh giá thấp nhất, nguyên nhân là nó tác động đồng thời lên hai khâu. Động cơ diesel hút khí tự nhiên giảm công suất khi độ cao tăng, đây là tổn thất phía động cơ; còn máy nén khí mà khoan búa lỗ sâu phụ thuộc vào, lưu lượng thực tế cũng giảm theo độ cao, đây là tổn thất phía cấp khí. Tài liệu trong phần lựa chọn máy nén khí đã lưu ý, lựa chọn thực tế phải kết hợp đường kính lỗ khoan, cần khoan, thông số búa lỗ sâu, độ cứng tầng đá và độ cao, lưu lượng không đủ sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất va đập và thải mùn đáy lỗ.
Nói cách khác, tại công trường độ cao lớn, nếu phương thức khoan chính là búa lỗ sâu, lựa chọn động lực phải xem cùng với máy nén khí. Chỉ đổi công suất máy khoan từ 73 kW sang 85 kW không thể bù đắp lưu lượng máy nén khí giảm; ngược lại, nếu lưu lượng máy nén khí đã được hiệu chỉnh theo độ cao, công suất máy khoan có cần tăng đồng bộ hay không, tài liệu không đưa ra quy tắc tương ứng.
Hai tùy chọn động lực tương ứng với định hướng phán đoán nào
| Điều kiện | Động lực tiêu chuẩn 73 kW | Động lực tùy chọn 85 kW |
|---|---|---|
| Đường kính lỗ khoan | Đường kính thông thường, đoạn thường dùng trong dải 105–325 mm theo tài liệu | Sử dụng đường kính lớn hơn trong thời gian dài |
| Tầng đất | Chủ yếu là tầng đất rời, tỷ lệ tầng đá thấp | Đoạn đá cứng nhiều hoặc liên tục |
| Độ cao | Công trường thông thường độ cao thấp | Công trường độ cao lớn |
| Tính chất dự án | Tưới tiêu nông nghiệp, cấp nước nông thôn, nước chăn nuôi và các dự án thông thường | Điều kiện dài hạn đường kính lớn hơn, đá cứng hoặc độ cao lớn được tài liệu đề cập |
Quan hệ tương ứng trong bảng đến từ hai câu trong tài liệu là "động lực tiêu chuẩn có lợi cho việc kiểm soát chi phí thiết bị" và "thường xuyên ở điều kiện đường kính lớn hơn, đá cứng hoặc độ cao lớn, có thể đánh giá cấu hình công suất cao hơn", giá trị ngưỡng cụ thể của đường kính lỗ khoan, tính chất đá, độ cao tài liệu không đưa ra. Do đó bảng này chỉ có thể dùng làm danh sách điều kiện đối chiếu, không thể coi là đường phân định lựa chọn.
Một điểm dễ bị bỏ qua: 85 kW không phải là thay thế toàn diện cho 73 kW
Tài liệu viết hai loại này là "động lực tiêu chuẩn" và "động lực tùy chọn", chứ không phải hai cấu hình khuyến nghị song song. Cách diễn đạt này có nghĩa cấu hình mặc định là 73 kW, 85 kW là tăng thêm cho điều kiện cụ thể. Đối với dự án tưới tiêu nông nghiệp hoặc cấp nước nông thôn chủ yếu là tầng đất rời, đường kính thông thường, tài liệu nêu rõ định hướng thiết kế của 73 kW là kiểm soát chi phí thiết bị, nâng cao tỷ lệ sử dụng thiết bị và thu hồi đầu tư.
Nếu điều kiện dự án nằm trong phạm vi thông thường, chọn 85 kW sẽ không tự động mang lại tiến độ khoan tăng — hiệu suất khoan tham khảo trong tài liệu là 10–35 m/h, nêu rõ tốc độ tiến thực tế phụ thuộc vào tầng đất, đường kính lỗ khoan, dụng cụ khoan, máy nén khí và phương thức vận hành. Động lực chỉ là một biến số trong đó, và không phải biến số duy nhất.
Mấy mục cần xác minh với nhà sản xuất khi lựa chọn
Tài liệu đưa ra hai giá trị 73 kW và 85 kW, cùng phán đoán định hướng "đường kính lớn hơn, đá cứng, độ cao lớn có thể đánh giá công suất cao hơn", nhưng không đưa ra những nội dung sau, cần xác nhận riêng trước khi mua thực tế:
- Tình hình chiếm dụng công suất thực tế của hệ thống thủy lực toàn máy dưới các đường kính lỗ khoan khác nhau;
- Tỷ lệ tải và biểu hiện tản nhiệt của động cơ khi khoan đá cứng liên tục;
- Mức hiệu chỉnh riêng của đầu ra động cơ diesel và lưu lượng máy nén khí đi kèm tại độ cao mục tiêu;
- Sau khi chọn 85 kW, máy nén khí, bơm thủy lực và các phụ kiện đi kèm có cần điều chỉnh đồng bộ hay không.
Cấu hình động lực chỉ là một trong nhiều tùy chọn của WR300SE. Cùng tài liệu còn liệt kê các tùy chọn như bơm dung dịch khoan, bơm ly tâm, máy phát điện và bơm bọt, đồng thời lưu ý các khách hàng khác nhau không cần cấu hình thống nhất toàn bộ phụ kiện, nên kết hợp theo phương thức khoan chính, nguồn điện tại chỗ, điều kiện thoát nước và đặc điểm tầng đất. Lựa chọn động lực cũng nên được phán đoán cùng trong tổ hợp này, chứ không tách riêng ra để quyết định.