Sau khi đã xác định được thân máy khoan giếng nước, phần phụ trợ công nghệ thường mới là yếu tố quyết định giếng này có thể khoan đúng kế hoạch hay không. Tuần hoàn ngược khí nâng, bọt khí và búa DTH đều dựa vào khí nén, nhưng ba phương pháp có yêu cầu khác nhau về vị trí sử dụng khí, áp suất và lưu lượng, đồng thời cần dụng cụ khoan, thiết bị miệng giếng và vật tư tiêu hao khác nhau. Trong tài liệu trên trang này, các giá trị giao diện liên quan đến DTH được ghi rõ; tuần hoàn ngược khí nâng và bọt khí chỉ được đề cập ở mức "có thể chọn bơm bọt", vì vậy bài viết này tách riêng phần đã xác nhận và phần cần xác nhận với nhà sản xuất.
Trước tiên cần phân biệt ba phương pháp làm gì trong lỗ khoan
Búa DTH là công cụ đập phá đá ở đáy lỗ, khí nén dẫn động thân búa đập ở đáy lỗ, đồng thời đưa mùn khoan theo không gian vành giữa cần khoan và thành lỗ lên mặt đất. Khí của nó đi qua cần khoan một thành, tác động lên đá ở đáy lỗ.
Tuần hoàn ngược khí nâng là đưa khí nén vào giữa ống trong và ống ngoài của cần khoan hai thành, tạo hỗn hợp khí - lỏng ở một độ sâu nhất định trong lỗ, dùng chênh lệch mật độ giữa hỗn hợp và cột dung dịch trong lỗ để nâng dung dịch cùng mùn khoan từ ống trong lên mặt đất. Khí của nó tác động lên cột chất lỏng ở một độ sâu trong lỗ, chứ không trực tiếp đập phá đá.
Bọt khí là thêm môi chất tạo bọt vào dòng khí trên cơ sở khoan khí nén hoặc tuần hoàn khí, dùng bọt để mang mùn khoan, thường dùng cho đoạn lỗ mà khí thông thường khó đưa mùn khoan ra. Điểm chung của ba phương pháp này là đều cần dùng khí, khác biệt tập trung ở kết cấu dụng cụ khoan, vị trí phun khí và kênh hồi ra ở miệng giếng.
Búa DTH: giao diện có giá trị rõ ràng trên trang này
Tài liệu của ba model WR450SE, WR400S, WR400QS trên trang này đều ghi rõ: khi dùng búa DTH, áp suất làm việc khuyến nghị 1,2–3,5 MPa, lưu lượng khí 16–55 m³/phút, có thể kết hợp với dòng búa DTH áp suất trung bình và cao. WR450SE có độ sâu khoan tối đa 450 m, đường kính lỗ khoan 105–400 mm; WR400S và WR400QS có độ sâu khoan tối đa 400 m, đường kính lỗ khoan 105–325 mm.
Nhóm số liệu này thể hiện dải áp suất và lưu lượng khí mà phía máy khoan có thể thích ứng, không có nghĩa là bất kỳ máy nén khí nào nằm trong dải đó đều có thể ghép trực tiếp. Tài liệu cũng chỉ ra rằng khi đường kính lỗ tăng, tầng đá cứng hơn hoặc độ cao tăng, yêu cầu về lưu lượng máy nén khí sẽ cao hơn, do đó khi chọn máy nén khí cần đồng thời quan tâm đến áp suất và lưu lượng. Lưu lượng thực tế có đủ dùng hay không còn phụ thuộc vào độ cao tại chỗ, nhiệt độ môi trường, chiều dài đường ống và tình trạng rò rỉ mối nối, những điều này cần xác minh với nhà sản xuất máy nén khí.
Các hạng mục phụ trợ cần xác nhận trong khâu DTH bao gồm: model búa DTH và đường kính lỗ áp dụng, quy cách mũi khoan đi kèm, phương thức bôi trơn búa DTH và dầu bôi trơn, cùng đường kính, cấp chịu áp và chiều dài của ống gió cao áp. Phần bảo trì trong tài liệu trên trang này có đề cập khi khoan DTH cần kiểm tra bôi trơn búa DTH và trạng thái máy nén khí, nhưng không đưa ra nhãn hiệu dầu bôi trơn, lượng dầu tiêu thụ mỗi lỗ hoặc quy cách cụ thể của ống gió, những điều này nên được xác nhận bằng văn bản với nhà sản xuất trong giai đoạn mua hàng.
Một mục dễ bị bỏ sót: điều kiện xử lý khi trạng thái thải mùn bất thường
Tài liệu trên trang này ghi rõ, khi mùn hồi đột ngột giảm hoặc áp suất gió bất thường, cần kịp thời làm sạch lỗ và kiểm tra rò gió, ngăn ngừa tích mùn ở đáy lỗ và kẹt dụng cụ khoan. Điều này có nghĩa là trước khi mua cần xác nhận hiện trường có phương tiện làm sạch lỗ hay không, có mối nối ống gió và phụ tùng thay thế dự phòng hay không, và miệng lỗ có điều kiện tổ chức thải mùn và giảm bụi hay không. Đây là các hạng mục phụ trợ, nếu không ghi rõ dễ phải giải quyết tạm thời sau khi khởi công.
Tuần hoàn ngược khí nâng: trang này không đưa ra áp suất và quy cách dụng cụ khoan
Trong tài liệu công khai về máy khoan giếng nước trên trang này, tuần hoàn ngược khí nâng được liệt kê là một trong các hướng công nghệ tùy chọn, nhưng không ghi rõ áp suất khí nâng áp dụng, lưu lượng gió cần thiết, quy cách cần khoan hai thành, kết cấu buồng trộn khí và hình thức làm kín miệng giếng. Do đó các mục sau đây chỉ có thể được liệt kê là hạng mục cần xác nhận với nhà sản xuất, không thể suy đoán dựa trên 1,2–3,5 MPa và 16–55 m³/phút của phần DTH.
- Đường kính ống ngoài, ống trong và hình thức mối nối của cần khoan hai thành, cùng mối quan hệ tương thích với đầu động lực và bộ kẹp của máy khoan;
- Dải áp suất và lưu lượng máy nén khí cần cho khí nâng, và liệu có dùng chung một máy nén khí với điều kiện DTH hay không;
- Phạm vi độ sâu lắp đặt của buồng trộn khí (hoặc van khí nâng) và điều kiện độ sâu lỗ tương ứng;
- Yêu cầu về thiết bị làm kín miệng giếng, đường ống hồi nước và thể tích bể dung dịch;
- Phương thức xử lý và tuần hoàn dung dịch hồi ra, cùng việc có cần khâu lắng và loại cát chuyên dụng hay không.
Cần lưu ý rằng khả năng nâng của tuần hoàn ngược khí nâng liên quan trực tiếp đến chiều cao mực chất lỏng trong lỗ, mật độ hỗn hợp và độ sâu phun khí; các thông số này thay đổi theo độ sâu lỗ và mực nước trong lỗ, thuộc điều kiện hiện trường. Nếu trong giai đoạn mua hàng không thể xác định bất kỳ mục nào ở trên, không nên đưa phương pháp này vào danh mục cấu hình thiết bị.
Bọt khí: tài liệu chỉ dừng ở mức "có thể chọn bơm bọt"
Tài liệu của WR450SE, WR400S, WR400QS trên trang này đều ghi rõ có thể chọn bơm bọt theo dự án, và định vị hỗ trợ bọt là một trong các cách xử lý đoạn lỗ rò gió nghiêm trọng; phần đới phá hủy và tầng rò gió có đề cập có thể dùng bọt hoặc ống chống tùy theo tình trạng thành lỗ và rò gió.
Tuy nhiên tài liệu không đưa ra tỷ lệ dung dịch bọt, lượng tiêu thụ mỗi lỗ, loại chất tạo bọt, thông số lưu lượng và áp suất của bơm bọt, cùng phương thức khử bọt và xử lý sau khi bọt hồi ra. Do đó nội dung cụ thể cần xác nhận với nhà sản xuất trước khi mua bao gồm: cách kết nối và vị trí lắp đặt bơm bọt với máy khoan; cách phun khí khi dùng đồng thời với DTH hoặc tuần hoàn khí; liệu môi chất bọt có yêu cầu bổ sung đối với hệ dung dịch, ren cần khoan và bôi trơn búa DTH hay không; điều kiện thu gom và xử lý bọt hồi ra.
Dùng bọt làm phương tiện xử lý tầng rò gió không có nghĩa là chỉ cần thêm một bơm bọt là giải quyết được mọi vấn đề rò gió. Tài liệu cũng ghi rõ, nếu rò gió nghiêm trọng, không nên chỉ tăng áp suất máy nén khí, mà còn cần đánh giá liệu có khe nứt lớn hoặc hang hốc hay không. Phần này trong giai đoạn mua hàng chỉ có thể xác nhận điều kiện thiết bị và vật tư tiêu hao, việc đánh giá thành lỗ vẫn phải kết hợp với tài liệu địa tầng.
Điều kiện phụ trợ dùng chung cho ba phương pháp
Dù chọn phương pháp khí nén nào, các loại điều kiện sau đây đều xuất hiện đồng thời, có thể xác nhận gộp trước khi mua:
| Hạng mục phụ trợ | Búa DTH | Tuần hoàn ngược khí nâng | Bọt khí |
|---|---|---|---|
| Hình thức cần khoan | Cần khoan một thành | Cần khoan hai thành (quy cách cần xác nhận) | Giống với phương pháp kết hợp |
| Áp suất/lưu lượng máy nén khí | 1,2–3,5 MPa, 16–55 m³/phút (tài liệu model trên trang này) | Cần xác nhận với nhà sản xuất | Cần xác nhận với nhà sản xuất |
| Bơm bọt | Đoạn lỗ rò gió có thể chọn | Tài liệu liệt kê là phụ kiện tùy chọn | Cần sử dụng |
| Thiết bị miệng giếng | Điều kiện thải mùn và giảm bụi | Làm kín và đường ống hồi nước | Thu gom vật chất hồi ra |
| Hệ dung dịch | Giai đoạn tầng phủ thường vẫn cần dung dịch | Là thành phần chính của môi trường tuần hoàn | Tùy theo phương pháp kết hợp |
Theo tài liệu trên trang này, bơm dung dịch, bơm ly tâm, máy phát điện và bơm bọt đều thuộc phạm vi có thể chọn theo điều kiện công trình: dự án nhiều tầng rời cần bơm dung dịch hơn, dự án đá cứng phụ thuộc nhiều hơn vào máy nén khí và búa DTH, đoạn lỗ rò gió nghiêm trọng có thể dùng hỗ trợ bọt, hiện trường thiếu nguồn điện ổn định có thể cần máy phát điện.
Những việc có thể đưa ra văn bản trước khi mua
- Xác định rõ đường kính lỗ mục tiêu và dải độ sâu lỗ của dự án, đối chiếu với đường kính lỗ khoan và phạm vi độ sâu khoan tối đa trong tài liệu model đã chọn;
- Ghi yêu cầu áp suất, lưu lượng máy nén khí cho điều kiện DTH thành điều kiện mua hàng, đồng thời ghi rõ điều kiện độ cao và nhiệt độ;
- Yêu cầu riêng văn bản giải thích về áp suất, lưu lượng gió áp dụng và quy cách cần khoan hai thành cho tuần hoàn ngược khí nâng;
- Yêu cầu thông số bơm bọt, loại vật tư tiêu hao và yêu cầu xử lý vật chất hồi ra cho bọt khí;
- Xác nhận quy cách búa DTH và mũi khoan, phương thức bôi trơn và danh mục phụ tùng;
- Xác nhận giao diện phụ kiện và danh mục phụ kiện tùy chọn phía máy khoan, tránh không thể kết nối sau khi đến công trường.
Trong tài liệu trên trang này, WR450SE có độ sâu khoan 450 m, lực nâng 20 T, mô-men xoắn hai chế độ 9000/4500 N·m, công suất 92 kW; WR400S có độ sâu khoan 400 m, lực nâng 22 T, mô-men xoắn 8000/4000 N·m, công suất 92 kW; WR400QS có độ sâu khoan 400 m, lực nâng 22 T, mô-men xoắn 8000/4000 N·m, công suất 103 kW. Những dữ liệu này mô tả năng lực của thân máy khoan; máy nén khí, bơm bọt, cần khoan hai thành và thiết bị miệng giếng cần cho công nghệ phụ trợ thuộc hệ thống ngoài, cần được xác nhận riêng theo cách trên.
Phần tài liệu chưa đề cập, cần xác nhận bằng văn bản với nhà sản xuất
Các điểm sau đây không có căn cứ trong tài liệu hiện có trên trang này, bài viết này không suy đoán: dải áp suất và lưu lượng máy nén khí tương ứng với tuần hoàn ngược khí nâng; quy cách cụ thể và hình thức mối nối của cần khoan hai thành; model và độ sâu lắp đặt của buồng trộn khí hoặc van khí nâng; tỷ lệ và lượng tiêu thụ vật tư của bọt khí; yêu cầu xử lý vật chất hồi ra của bọt; cách chuyển đổi và thời gian chuyển đổi của ba phương pháp trên cùng một máy khoan.
Do điều kiện địa chất thực tế, dụng cụ trong lỗ và phương thức vận hành có khác biệt, hiệu quả khoan và kết quả thành lỗ cuối cùng nên lấy điều kiện hiện trường làm chuẩn. Các điều kiện phụ trợ nêu trên nên được ghi rõ từng mục trong hợp đồng mua hàng hoặc văn bản xác nhận kỹ thuật, sau khi nhà sản xuất đưa ra thông số bằng văn bản mới đưa vào danh mục thiết bị.