Một giếng nước 300 m, nếu phần trên là tầng đất, tầng cát, phần dưới đi vào đá phong hóa hoặc tầng đá nguyên vẹn, phương thức khoan cần dùng ở hai đầu không giống nhau. Tài liệu của WR300SE trên trang này ghi rõ thiết bị có thể dùng cho địa tầng mềm rời và tầng đá; mô tả phạm vi áp dụng này đặt một thiết bị vào hai loại công nghệ. Vấn đề thực sự cần xử lý tại hiện trường không phải là "có khoan được hay không", mà là các công đoạn này trong cùng một giếng được kết nối như thế nào.
Trước tiên xem phạm vi áp dụng của thiết bị này nằm ở đâu
Tài liệu đưa ra giới hạn khá cụ thể: độ sâu khoan tối đa 300 m, đường kính lỗ khoan 105–325 mm, địa tầng áp dụng được ghi là tầng mềm rời và tầng đá, hướng ứng dụng bao gồm tưới tiêu nông nghiệp, cấp nước nông thôn, nước chăn nuôi và điều tra nước ngầm. Chỉ khi các điều kiện này đồng thời được đáp ứng thì thiết bị mới phù hợp. Nếu tách riêng 300 m ra làm kết luận sẽ bỏ qua ràng buộc của đường kính lỗ khoan và địa tầng đối với nó.
Ở những khu vực mực nước ngầm sâu, hệ thống cấp nước tập trung chưa phủ đủ, cấp 300 m có dư địa tìm nước lớn hơn cấp 200 m, nhưng tài liệu cũng lưu ý: trước khi hoàn thành giếng nên kết hợp tài liệu địa chất thủy văn địa phương để đánh giá tầng chứa nước mục tiêu, không nên chỉ dựa vào độ sâu khoan tối đa để khoan sâu mù quáng. Độ sâu là giới hạn năng lực thiết bị, không phải mục tiêu thiết kế của mỗi giếng.
Đoạn tầng mềm rời: ràng buộc nằm ở thành lỗ khoan, không phải ở tiến độ khoan
Tầng đất, đất sét, tầng cát và tầng sỏi cát dễ xảy ra sập lỗ, co đường kính và kẹt dụng cụ khoan; tài liệu mô tả về vấn đề này như sau: với loại địa tầng này nên ưu tiên xem xét tuần hoàn dung dịch khoan, ống chống và bảo vệ thành lỗ khoan, tránh chỉ theo đuổi tốc độ khoan nhanh. Nói cách khác, đoạn này kiểm soát việc lỗ khoan còn có thể tiếp tục đi xuống hay không, chứ không phải mỗi giờ khoan được bao nhiêu mét.
Bơm dung dịch khoan và bơm ly tâm được liệt kê trong tài liệu là hạng mục tùy chọn, dùng cho tuần hoàn, thoát nước và hỗ trợ hoàn thành giếng. Có trang bị hay không, trang bị loại nào phụ thuộc vào phương thức khoan chính của đoạn này — điểm này tài liệu không thay dự án đưa ra quyết định.
Khi vào tầng đá: chuyển đổi công nghệ xảy ra ở khâu nào
Tài liệu viết rằng "sau khi vào đá phong hóa hoặc tầng đá nguyên vẹn, có thể chuyển sang khoan bằng búa DTH theo tính chất đá". Chuyển đổi không phải là bấm một nút, mà là phương thức khoan chuyển từ quay bằng dung dịch khoan sang va đập khí nén, kéo theo các thay đổi sau: đưa máy nén khí vào, thay búa DTH và mũi khoan, thay đổi cách thải mùn khoan. Trong các hạng mục phụ trợ, bơm bọt có thể là hệ thống tùy chọn dùng cho một số điều kiện khoan khí nén.
Ở phía khoan khí nén, tài liệu đưa ra hai nhóm giá trị cần đọc liền nhau: áp suất làm việc khuyến nghị 1.2–3.5 MPa, lưu lượng khí tiêu thụ 16–55 m³/min, có thể kết hợp với búa DTH dòng áp suất gió trung bình và cao. Khi chọn máy nén khí không thể chỉ nhìn áp suất, mà còn phải kết hợp đường kính lỗ khoan, cần khoan, thông số búa DTH, độ cứng tầng đá và độ cao so với mực nước biển; lưu lượng không đủ thường ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả va đập và thải mùn khoan đáy lỗ.
Vì sao mô-men xoắn hai chế độ được ghi trên cùng một thiết bị
Mô-men xoắn quay tối đa của WR300SE được ghi là 7000 / 3500 N·m, tương ứng tốc độ quay tối đa 80 / 160 r/min. Tài liệu giải thích: trạng thái tốc độ thấp hơn, mô-men xoắn cao hơn phù hợp hơn với đường kính lỗ khoan lớn và điều kiện tải cao; trạng thái tốc độ cao hơn có thể dùng cho giai đoạn khoan có lực cản nhỏ hơn. Tại hiện trường nên chọn dải làm việc theo dụng cụ khoan và sự thay đổi của tầng đá.
Đặt nhóm giá trị này cùng hai tầng địa chất ở trên để xem thì có thể khớp lại: giai đoạn tầng mềm rời hoặc đường kính lỗ khoan nhỏ có tải tương đối nhỏ, giai đoạn tầng đá, đường kính lỗ khoan lớn có tải tăng lên. Đây không phải hai cấp tốc độ, mà là hai dải làm việc được dự phòng trên cùng một thiết bị.
Khi độ sâu tăng lên, sự thay đổi tải trọng cột cần khoan xuất hiện ở phía nâng
Lực nâng được ghi là 15 T, tài liệu giải thích dùng cho việc đưa cần khoan lên xuống, thu hồi búa DTH và một phần thao tác ống chống. Đồng thời đưa ra một giới hạn: khi độ sâu lỗ khoan tăng lên, trọng lượng bản thân cần khoan và ma sát thành lỗ đều tăng, trong thi công nên liên tục quan sát lực cản khi nâng cần; nếu xuất hiện bất thường rõ rệt, nên ưu tiên kiểm tra co đường kính, rơi khối, kẹt cần hoặc vấn đề thải mùn khoan, chứ không nên trực tiếp dựa vào lực nâng tối đa để xử lý cưỡng bức.
Tốc độ nâng nhanh 30 m/min, tốc độ đẩy nhanh 55 m/min dùng cho thao tác cần khoan, hồi vị đầu động lực và các động tác phụ trợ. Tài liệu còn đưa ra hiệu suất khoan tham khảo 10–35 m/h, đồng thời nêu rõ tốc độ tiến thực tế phụ thuộc vào địa tầng, đường kính lỗ khoan, dụng cụ khoan, máy nén khí và phương thức thao tác, không thể hiểu tốc độ đẩy nhanh là tốc độ khoan thực tế.
Một đoạn thân giếng tương ứng với nhóm điều kiện nào
| Đoạn thân giếng | Ràng buộc chính | Giá trị tương ứng trong tài liệu |
|---|---|---|
| Tầng mềm rời phía trên (đất, đất sét, cát, sỏi cát) | Ổn định thành giếng, chống sập chống co đường kính | Đường kính lỗ khoan 105–325 mm; bơm dung dịch khoan, bơm ly tâm tùy chọn |
| Đoạn chuyển tiếp (đá phong hóa) | Chuyển đổi công nghệ, thay dụng cụ khoan | Có thể chuyển sang khoan búa DTH; bơm bọt tùy chọn |
| Tầng đá nguyên vẹn phía dưới | Hiệu quả va đập và thải mùn khoan đáy lỗ | Áp suất làm việc 1.2–3.5 MPa; lưu lượng khí tiêu thụ 16–55 m³/min |
| Quay toàn bộ đoạn giếng | Đường kính lỗ khoan và tải tầng đá | 7000 / 3500 N·m; 80 / 160 r/min |
| Đưa cần khoan lên xuống toàn bộ đoạn giếng | Trọng lượng bản thân cột cần khoan và ma sát thành lỗ | Lực nâng 15 T |
Đới đứt gãy và tầng chứa nước sẽ thay đổi nhịp thi công
Tài liệu chỉ ra rằng đới đứt gãy, khe nứt và lỗ rỗng cục bộ có thể gây rò khí, rơi khối và kẹt cần; khi gặp đoạn lỗ khoan như vậy nên giảm đẩy, tăng cường làm sạch lỗ và quan sát sự thay đổi áp suất gió, khi cần thiết dùng bọt, ống chống hoặc phương pháp phụ trợ khác. Sau khi vào tầng chứa nước chính, trạng thái hồi nước và thải mùn khoan có thể thay đổi rõ rệt, nên kịp thời ghi lại độ sâu tầng chứa nước, và điều chỉnh cấp khí, dung dịch khoan hoặc phương pháp làm sạch lỗ theo lưu lượng nước chảy vào; khi hoàn thành giếng còn phải xác định vị trí ống lọc và đoạn chặn nước theo phân bố tầng chứa nước.
Hai loại tình huống này trong giếng 300 m không nhất thiết xuất hiện đồng thời, nhưng một khi xuất hiện, cách xử lý khác với nhịp chuyển đổi theo đoạn ở trên, thuộc dạng điều chỉnh tạm thời trong một lỗ khoan.
Ảnh hưởng của khung gầm và cấu hình động lực đối với loại giếng này
Trọng lượng toàn máy khoảng 7.2 T, tốc độ di chuyển 2.5 km/h, góc leo dốc tối đa tham khảo 21°. Khung gầm bánh xích phù hợp với đường nông thôn, đất đá dăm và mặt bằng nói chung không bằng phẳng; trước khi di chuyển thiết bị nên thu tháp tháp lại và xác nhận sức chịu tải của mặt đất, sườn dốc ẩm ướt và khu vực đất mềm cần thận trọng hơn. Hành trình chân chống thủy lực 1.5 m, trước khi chính thức mở lỗ khoan nên đảm bảo chân chống chịu lực đều, mặt đất mềm nên tăng tấm đệm.
Công suất động cơ tiêu chuẩn 73 kW, 85 kW tùy chọn, ngoài ra còn có bơm dung dịch khoan, bơm ly tâm, máy phát điện và bơm bọt tùy chọn. Tài liệu chỉ đưa ra gợi ý nguyên tắc về lựa chọn động lực: khi chủ yếu dùng đường kính lỗ khoan thông thường và địa tầng phổ thông, động lực tiêu chuẩn có lợi cho việc kiểm soát chi phí; khi lâu dài ở điều kiện đường kính lỗ khoan lớn hơn, đá cứng hoặc độ cao lớn, có thể đánh giá cấu hình công suất cao hơn. Tài liệu không đưa ra bảng tương ứng cụ thể giữa điều kiện làm việc và công suất, phần này cần kết hợp tải trọng dự án để tính toán độc lập.
Những kết luận nào tài liệu chưa đưa ra
- Độ sâu thực tế có thể khoan được dưới các tổ hợp địa tầng khác nhau, tài liệu không liệt kê theo địa tầng, chỉ có giới hạn tổng thể 300 m.
- Khi tầng mềm rời và tầng đá chiếm tỷ lệ bao nhiêu thì nên chọn 73 kW hay 85 kW, tài liệu chưa đưa ra quan hệ tương ứng.
- Model cụ thể, lưu lượng của máy nén khí và phương án phối hợp cho từng giếng, tài liệu chỉ đưa ra khoảng áp suất khí và lưu lượng khí tiêu thụ.
- Lưu lượng nước sau khi hoàn thành giếng phụ thuộc vào điều kiện tầng chứa nước, không thuộc phạm vi thông số thiết bị có thể trả lời.
- Hiệu suất khoan 10–35 m/h là giá trị tham khảo, tài liệu đã ghi rõ nên lấy điều kiện hiện trường làm chuẩn.
Dự án phù hợp với thiết bị này thường là giếng nước có độ sâu mục tiêu trong phạm vi 300 m, đường kính lỗ khoan nằm trong 105–325 mm, địa tầng trên dưới không đồng nhất; còn một giếng cụ thể có thể hoàn thành như dự kiến hay không vẫn cần đặt tài liệu địa chất thủy văn địa phương và thông số thiết bị cạnh nhau để đánh giá.