Độ sâu mục tiêu giếng là điều kiện nhận được đầu tiên, cũng dễ bị trực tiếp coi là kết luận chọn thiết bị. Trong đánh giá thực tế, con số độ sâu chỉ quyết định điểm khởi đầu của cấp thiết bị, phía sau còn có vài điều kiện sẽ đẩy nó lên hoặc kéo nó xuống: đường kính lỗ khoan và kết cấu hoàn thiện giếng quyết định tải trọng dụng cụ khoan, tải trọng quay trở lại lực nâng và mô-men xoắn; chiều dài cần khoan và dạng tháp khoan quyết định quy trình, không chỉ vận chuyển; cấp khí và tuyến công nghệ phải xác định trước, không thể đợi đến khi khoan mới bổ sung. Dưới đây triển khai theo một trình tự đánh giá có thể thực hiện, mỗi bước chỉ sử dụng giá trị và mô tả đã công bố trên trang này, đồng thời chỉ rõ những vấn đề mà tài liệu chưa trả lời.
Bước 1: Chia độ sâu mục tiêu giếng thành “phải khoan tới” và “có thể khoan tới”
Độ sâu giếng trong hồ sơ thiết kế thường không phải một điểm, mà là hai giá trị: độ sâu phải xuyên qua tầng chứa nước chính, và phần dư có thể tăng do thay đổi địa tầng. Giá trị trước quyết định giới hạn dưới độ sâu khoan của thiết bị, giá trị sau quyết định có cần dự phòng lên một cấp hay không. Máy khoan giếng nước gắn xe tháp thẳng cấp 1000 mét WRT1000 trên trang này có độ sâu khoan tối đa 1000 m; nếu độ sâu tầng chứa nước mục tiêu cộng phần dư đã gần hoặc vượt giá trị này, không nên coi nó là ứng viên duy nhất, mà nên đồng thời xem xét máy cấp 1200 mét.
Bước này không cần xác định model trước, mà xác định hai điều: khoảng độ sâu của tầng chứa nước mục tiêu, và sau khi vượt độ sâu thiết kế dự án có còn chấp nhận đổi thiết bị hoặc đổi thiết kế hay không. Tài liệu không có phương pháp đánh giá tầng chứa nước, phần này cần do tài liệu địa chất thủy văn cung cấp.
Bước 2: Đường kính lỗ khoan và kết cấu hoàn thiện giếng sẽ thay đổi ngược lại đánh giá độ sâu giếng
Độ sâu giếng và đường kính lỗ khoan không phải hai điều kiện độc lập. Đường kính lỗ khoan của WRT1000 là 105–800 mm; cùng một thiết bị trong khoảng này, đường kính lỗ khoan càng lớn thì tải trọng dụng cụ khoan trong lỗ, nhu cầu máy nén khí và trọng lượng ống chống đều tăng đồng thời. Do đó cùng một độ sâu mục tiêu giếng, phối ống giếng đường kính nhỏ và ống giếng đường kính lớn có yêu cầu cấp thiết bị khác nhau.
Kết cấu hoàn thiện giếng cũng là biến số. Có hạ ống chống hay không, đoạn ống lọc dài bao nhiêu, có bố trí đoạn chắn nước hay không, đều sẽ thay đổi đoạn lỗ khoan thực tế cần khoan và tổ hợp dụng cụ khoan. Kết quả của bước này không phải một con số độ sâu, mà là một nhóm điều kiện kết hợp “độ sâu giếng + đường kính giếng + kết cấu hoàn thiện giếng”. Tài liệu không có giới hạn độ sâu giếng tương ứng với từng đường kính lỗ khoan, phần này phải xác nhận với nhà sản xuất.
Bước 3: Dùng lực nâng và mô-men xoắn để kiểm tra tải trọng cột khoan, không dùng độ sâu khoan
Độ sâu khoan chỉ là một cách biểu đạt chiều dài cột khoan, thứ thực sự đè lên thiết bị là trọng lượng bản thân cần khoan, trọng lượng ống chống và ma sát thành lỗ. Lực nâng 51 / 52 T và mô-men xoắn quay hai chế độ 20000 / 10000 N·m mà WRT1000 đưa ra chính là hai nhóm giá trị dùng để kiểm tra loại tải trọng này. Ở độ sâu lỗ khoan cấp 1000 mét, trọng lượng cần khoan và ống chống sẽ tăng đáng kể; lực nâng không đủ sẽ trực tiếp hạn chế thao tác nâng hạ cần khoan và ống chống.
Mô-men xoắn tương ứng với lực cản trong quá trình quay. Trong cấu hình hai tốc độ 70 / 140 r/min của WRT1000, số thấp tương ứng mô-men xoắn lớn hơn, phù hợp với đoạn lỗ khoan đường kính lớn, đá cứng và ma sát cao; số cao phù hợp với địa tầng ổn định có lực cản nhỏ hơn. Hai giá trị mô-men xoắn này không thể đơn giản hiểu là hai cấp tốc độ; chúng tương ứng với điều kiện tải trọng của các đoạn lỗ khoan khác nhau.
Đến bước này, căn cứ đánh giá chuyển từ “có thể khoan tới hay không” thành “khi khoan tới độ sâu mục tiêu, cột khoan có thể nâng lên và quay được hay không”. Tài liệu đưa ra là giới hạn năng lực thiết bị, không phải tải trọng thực tế của một giếng cụ thể; phía dự án cần tự tính toán theo tổ hợp dụng cụ khoan dự kiến.
Bước 4: Chiều dài cần khoan và dạng tháp khoan quyết định quy trình
Hành trình tiến của WRT1000 là 7 m, có thể dùng cần khoan 3 m hoặc 6 m, đường kính cần khoan khuyến nghị 114 mm. Cần khoan 6 m phù hợp thi công lỗ sâu chu kỳ dài, có thể giảm số lần nối cần; cần khoan 3 m phù hợp hơn với công trường bị hạn chế về không gian, vận chuyển hoặc điều kiện thao tác thủ công. Cùng một thiết bị phối cần khoan dài ngắn khác nhau, nhịp độ quy trình không giống nhau.
Dạng tháp khoan cũng ảnh hưởng đến quy trình. WRT1000 dùng tháp thẳng thay vì tháp ống lồng, đường truyền lực trực tiếp hơn, thiên về vận hành lỗ sâu liên tục; kích thước vận chuyển toàn máy khoảng 10,8 × 2,5 × 4,23 m, chiều cao vận chuyển 4,23 m có nghĩa trước khi vào công trường phải xác minh giới hạn chiều cao đường, cầu, đường dây trên không và cửa nhà máy. Kết luận của bước này thường nằm ở tổ chức thi công, không phải năng lực thiết bị.
Bước 5: Cấp khí phối hợp và tuyến công nghệ phải xác định trước
Áp suất làm việc khuyến nghị cho khoan DTH búa lỗ của WRT1000 là 1,65–8 MPa, lưu lượng khí tiêu thụ 16–96 m³/min. Lỗ sâu cấp 1000 mét và đá cứng đường kính lớn có yêu cầu cao về áp suất và lưu lượng của máy nén khí; khi chọn thiết bị nên đánh giá tổng hợp theo quy cách búa lỗ, 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.
Tuyến công nghệ còn liên quan đến cách xử lý đoạn lỗ khoan phía trên. WRT1000 ở tầng đất, đất sét, tầng cát và tầng sỏi có thể dùng quay dung dịch khoan, ống chống hoặc các phương pháp ổn định lỗ khoan khác; sau khi vào đá cứng tương đối hoàn chỉnh có thể cấu hình búa lỗ áp suất gió trung bình, cao để khoan DTH. Một khi đoạn lỗ khoan phía trên xảy ra sụp lỗ, co đường kính hoặc vấn đề ống chống, rủi ro và chi phí xử lý cho thi công lỗ sâu tiếp theo đều tăng lên, do đó điểm chuyển đổi công nghệ nên xác định trước khi khoan.
Bước 6: Dùng điều kiện cấu hình để phản biện đánh giá ở bước 1
Sau khi hoàn thành năm bước trên, quay lại độ sâu mục tiêu giếng ban đầu, xem nó có cần hiệu chỉnh hay không. Các điều kiện cấu hình cần cùng kiểm tra bao gồm: tấn vị của hai tời phụ có đáp ứng nhu cầu vận chuyển búa lỗ, cần khoan, ống chống và ống gió hay không; hệ thống làm mát, lọc khí và nhiên liệu của động cơ diesel 194 kW có thích ứng điều kiện bụi tại hiện trường hay không; trọng lượng toàn máy khoảng 26 T có được đường vào công trường và bệ đỡ chịu được hay không.
Gom các mục này thành một bảng kiểm tra, thứ tự như sau:
| Bước đánh giá | Điều kiện đã công bố được sử dụng | Bước này trả lời điều gì |
|---|---|---|
| Chia độ sâu mục tiêu giếng | Khoảng độ sâu và phần dư của tầng chứa nước | Có cần vào cấp trên 1000 mét hay không |
| Đường kính lỗ khoan và kết cấu hoàn thiện giếng | Phạm vi đường kính lỗ khoan 105–800 mm | Tải trọng dụng cụ khoan ở cùng độ sâu có thay đổi hay không |
| Tính toán tải trọng cột khoan | Lực nâng 51 / 52 T, mô-men xoắn 20000 / 10000 N·m | Ở độ sâu mục tiêu có thể hoàn thành nâng hạ cần khoan và quay hay không |
| Cần khoan và tháp khoan | Hành trình tiến 7 m, cần khoan 3 m hoặc 6 m, kết cấu tháp thẳng | Nhịp độ quy trình và điều kiện chuyển trường có chấp nhận được hay không |
| Cấp khí và công nghệ | Áp suất khí 1,65–8 MPa, lưu lượng khí tiêu thụ 16–96 m³/min | Phương án đoạn đá cứng và đoạn rời phía trên có kết nối được hay không |
| Phản biện điều kiện cấu hình | Hai tời phụ, động cơ 194 kW, toàn máy khoảng 26 T | Độ sâu giếng và cấp thiết bị ban đầu có còn phù hợp hay không |
Những tính toán phía dự án mà trình tự này không thể thay thế
Sáu bước trên chỉ sử dụng thông số đã công bố trên trang này, có thể trả lời là ranh giới năng lực thiết bị, không thể thay thế đánh giá địa chất thủy văn, tính toán tổ hợp dụng cụ khoan và thiết kế hoàn thiện giếng của phía dự án. Các mục sau không được tài liệu đề cập, cần xác nhận riêng: độ sâu và độ dày tầng chứa nước mục tiêu, giới hạn độ sâu giếng tương ứng với từng đường kính lỗ khoan, tải trọng thực tế dưới tổ hợp dụng cụ khoan dự kiến, khớp nối cụ thể giữa máy nén khí và búa lỗ, quy cách và khối lượng ống chống và ống lọc, giới hạn chiều cao đường và khả năng chịu tải của bệ đỡ tại hiện trường.
Lấy độ sâu mục tiêu giếng làm đầu vào chọn thiết bị duy nhất thường sẽ bộc lộ vấn đề ở khâu quy trình hoặc cấu hình. Trước tiên đi qua sáu bước này theo thứ tự, rồi quay lại con số độ sâu để xác nhận lần cuối, sẽ tiết kiệm làm lại hơn so với xác định model trước rồi bổ sung điều kiện.