"Máy này có thể khoan 1000 mét" — trong tài liệu máy khoan giếng nước, độ sâu khoan là con số dễ được ghi nhớ riêng lẻ nhất. Ngay phần đầu tài liệu WR1000S trên trang đã ghi: cấp 1000 mét, lực nâng 52 T, mô-men xoay 26000 / 13000 N·m, động cơ diesel 194 kW, đường kính lỗ khoan 105–800 mm. Những giá trị này đều thuộc phía thiết bị, mô tả nó có thể đạt tới độ sâu bao nhiêu trong điều kiện nào.
Còn một dự án cụ thể có cần khoan tới 1000 mét hay không lại phụ thuộc vào một việc khác: tầng chứa nước mục tiêu nằm ở lớp nào. Câu hỏi trong tiêu đề chính là hỏi về điểm giao nhau của hai việc này.
1000 mét phía thiết bị được ghi trong những điều kiện nào
"Độ sâu khoan tối đa 1000 m" của WR1000S không phải là một dòng chữ xuất hiện đơn lẻ. Trong cùng đoạn tài liệu còn có phạm vi đường kính lỗ khoan, thông số cần khoan, lực nâng, mô-men xoay và áp suất khí. Các thông số này ràng buộc lẫn nhau, chứ không phải những giới hạn trên độc lập.
| Hạng mục | Giá trị đã công bố của WR1000S |
|---|---|
| Độ sâu khoan tối đa | 1000 m |
| Đường kính lỗ khoan | 105–800 mm |
| Lực nâng | 52 T |
| Áp lực trục | 8 T |
| Mô-men xoay / tốc độ quay | 26000 / 13000 N·m, tương ứng 70 / 140 r/min |
| Áp suất khí làm việc / lưu lượng khí tiêu thụ | 1.6–8 MPa, 16–96 m³/min |
| Động cơ diesel | 194 kW |
| Trọng lượng toàn máy / kích thước | khoảng 17.8 T, khoảng 7.3 × 2.25 × 2.75 m |
Đọc qua bảng này có thể thấy: 1000 m là độ sâu khi cả nhóm điều kiện này cùng đứng vững. Khi đường kính lỗ khoan tiến gần 800 mm, địa tầng chuyển từ lớp rời rạc sang đá cứng nguyên khối, ma sát trong lỗ tăng lên, thì các điều kiện mà con số này dựa vào đều đang thay đổi.
"Khoan sâu bao nhiêu" phía dự án không do máy khoan quyết định
Mục tiêu độ sâu của một giếng đến từ tài liệu địa chất thủy văn: nước ngầm tầng nông và trung có đáp ứng nhu cầu cấp nước hay không, tầng chứa nước sâu nằm sâu bao nhiêu, tầng mục tiêu ở đoạn nào. Trong tài liệu, WR1000S được ghi rõ là phù hợp với khu vực "nước ngầm tầng nông và trung khó đáp ứng nhu cầu cấp nước, tầng chứa nước sâu nằm khá sâu hoặc dự án cần khảo sát độ sâu lớn". Câu này đưa ra tình huống áp dụng, không phải phán đoán về độ sâu của một giếng cụ thể.
Vì vậy cùng một "1000 mét" có ý nghĩa khác nhau trong hai tài liệu: trong tài liệu thiết bị là giới hạn năng lực, trong báo cáo địa chất thủy văn có thể là độ sâu lỗ khoan mục tiêu, cũng có thể hoàn toàn không dùng đến phần dự trữ độ sâu này. Thiết bị cung cấp năng lực thi công lỗ khoan sâu, không thể thay thế đánh giá tầng chứa nước và thiết kế cấp nước — điều này được ghi rất trực tiếp trong tài liệu.
Nhầm lẫn hai con số sẽ gây vấn đề ở bước nào trước tiên
Lấy giới hạn trên làm mục tiêu, hoặc lấy mục tiêu làm phần dự trữ không dùng đến, cái giá thường không xuất hiện ở giai đoạn ký kết mà ở khâu phối hợp. Để đạt tới 1000 m, dự án cần đồng thời thỏa mãn không chỉ một điều kiện.
- Cần khoan 6 m giúp giảm số lần nối tháo, nhưng số lần nối tháo sẽ tích lũy liên tục ở độ sâu lỗ khoan cấp 1000 mét;
- Lực nâng 52 T tương ứng với tải trọng sau khi cộng dồn trọng lượng bản thân cần khoan, ma sát thành lỗ, trọng lượng ống chống và kẹt cục bộ;
- Áp suất khí 1.6–8 MPa và lưu lượng khí tiêu thụ 16–96 m³/min phải được xác định cùng với búa khoan khí nén, đường kính lỗ khoan, độ sâu lỗ khoan, độ cao so với mực nước biển và độ cứng đá;
- Động cơ 194 kW trong điều kiện tải cao kéo dài còn phải duy trì nhờ làm mát động cơ, lọc khí và nhiệt độ dầu thủy lực.
Hạng mục đường kính lỗ khoan đặc biệt dễ bị bỏ qua. Phạm vi 105–800 mm rất rộng, nhưng đường kính càng lớn thì yêu cầu với máy nén khí, dụng cụ khoan, ống chống và tải trọng toàn máy càng cao. Tài liệu đã ghi rõ, không thể chỉ thi công thông thường theo đường kính lỗ khoan tối đa.
Phần vẫn chưa thể trả lời
Câu hỏi "có nên chọn thiết bị theo cấp 1000 mét hay không" trong bài này chỉ có thể phân tích tới lớp năng lực và điều kiện. Một giếng nước cụ thể còn có mấy hạng mục cần xác nhận riêng:
- Độ sâu thực tế và mức độ chứa nước của tầng chứa nước mục tiêu phải do công tác địa chất thủy văn đưa ra;
- Kết cấu hoàn thiện giếng, bao gồm đường kính giếng, ống lọc, đoạn chèn nước và cấp phối vật liệu lọc;
- Cách xử lý tầng rời rạc phía trên, đới đứt gãy và tầng rò khí;
- Phương án cấp khí, làm sạch lỗ khoan và ống chống cho đoạn tầng phun nước mạnh.
Những nội dung này không nằm trong phạm vi bảng thông số thiết bị, cũng không nên suy ngược từ độ sâu khoan hay giá trị mô-men xoay. Tài liệu có thể trả lời "thiết bị có năng lực sâu bao nhiêu trong điều kiện nào", dự án phải trả lời "giếng này cần khoan tới tầng nào mới có nước". Khi câu trả lời của hai câu hỏi khớp nhau thì việc chọn thiết bị mới thực sự có cơ sở.