Sự khác biệt cốt lõi giữa bốn loại thiết bị này không nằm ở tên gọi mà ở “cần lấy ra gì” và “cần để lại gì”: máy khoan lấy lõi cần lấy ra lõi đá liên tục hoàn chỉnh, máy khoan tuần hoàn ngược cần thu hồi mẫu mùn khoan theo độ sâu, máy khoan giếng nước cần tạo thành giếng có thành ổn định và lấy nước ngầm, còn máy khoan thăm dò là cách gọi rộng hơn, có thể chỉ máy khoan lấy lõi hoặc máy khoan tuần hoàn ngược. Khi mua, trước tiên cần xác định mục đích khoan, sau đó so sánh độ sâu khoan, đường kính lỗ khoan, hệ thống lấy mẫu và khả năng phối hợp thiết bị.
I. Trước tiên xem phương thức lấy mẫu, sau đó xem tên thiết bị
Nhiều tranh chấp trong mua sắm xuất phát từ việc coi “thăm dò” là một quy trình thống nhất. Thực tế, lỗ khoan thăm dò khoáng sản và lỗ khoan lấy mẫu địa chất có yêu cầu khác nhau về hình thái mẫu, nên kết cấu thiết bị tương ứng cũng khác nhau.
| Loại thiết bị | Sản phẩm chính | Đặc điểm mẫu | Mục tiêu điển hình |
|---|---|---|---|
| Máy khoan lấy lõi | Lõi đá liên tục | Giữ nguyên tính nguyên vẹn của địa tầng, có thể quan sát cấu trúc và thế nằm | Kiểm chứng chi tiết thân quặng, ghi chép địa chất |
| Máy khoan tuần hoàn ngược | Mùn khoan trả về theo độ sâu | Lượng mẫu lớn, tốc độ nhanh, phân đoạn theo tiến độ khoan | Điều tra khoáng sản, kiểm chứng dị thường, kiểm soát dày đặc |
| Máy khoan giếng nước | Tạo giếng | Không lấy mẫu làm mục tiêu, chú trọng thành giếng, đường kính giếng và tầng chứa nước | Cấp nước, tưới tiêu, hạ mực nước ngầm, địa nhiệt |
| Máy khoan thăm dò | Phụ thuộc cấu hình | Có thể là lõi đá hoặc mùn khoan | Khoáng sản, thủy văn, điều tra địa chất |
Trong tài liệu này, WR400RC, WR500RC-CS3, WR600RC, WR600RC-CS3 thuộc dòng máy khoan bánh xích theo hướng tuần hoàn ngược; WRTR1000, WRTR600 thuộc máy khoan giếng nước dạng bàn xoay kéo theo; WRT600, WRT1000, WRT1200 thuộc máy khoan giếng nước tháp thẳng gắn trên xe. Tài liệu hiện có không đưa ra khả năng lấy lõi BQ/NQ/HQ của model máy khoan lấy lõi độc lập, vì vậy bài viết này không liệt kê thông số đường kính cụ thể của máy khoan lấy lõi; loại dữ liệu này cần căn cứ vào tài liệu xác nhận kỹ thuật của nhà sản xuất máy khoan lấy lõi.
II. Máy khoan tuần hoàn ngược: phù hợp để nhanh chóng thu được lượng lớn mẫu mùn khoan
Đường trả mẫu quyết định hình thái mẫu
Khoan tuần hoàn ngược thiết lập kênh hồi lưu độc lập thông qua cần khoan hai thành, mùn khoan chủ yếu trở về mặt đất từ bên trong cần khoan, thay vì trào lên theo vành xuyến bên ngoài cần khoan. Đường đi này giúp rút ngắn khoảng cách trộn lẫn của mùn khoan trong lỗ, thuận tiện thu mẫu phân đoạn theo độ sâu lỗ khoan. Nó thu được mùn khoan, không phải lõi đá hoàn chỉnh, do đó phù hợp cho giai đoạn đầu thăm dò khoáng sản và kiểm chứng dày đặc, không phù hợp thay thế lỗ khoan lấy lõi cần quan sát cấu trúc địa tầng.
Sự khác biệt giữa các model tuần hoàn ngược trên trang này
| Model | Độ sâu khoan tối đa | Đường kính lỗ khoan | Góc làm việc | Lực nâng | Hệ thống lấy mẫu |
|---|---|---|---|---|---|
| WR400RC | 400 m | 105–305 mm | 45°/90° | 22 T | Trả mẫu RC thông thường |
| WR500RC-CS3 | 500 m | 105–400 mm | 45°/90° | 25 T | Hệ thống lấy mẫu xoáy ba trong một CS3 |
| WR600RC | 600 m | 105–450 mm | 45°/90° | 29 T | Trả mẫu RC thông thường |
| WR600RC-CS3 | 600 m | 105–450 mm | 45°/90° | 29 T | Hệ thống lấy mẫu xoáy ba trong một CS3 |
Từ bảng có thể thấy, CS3 không phải là khả năng tăng độ sâu khoan, mà là tích hợp phân tách xoáy, chia mẫu đại diện và thu gom mẫu vào cùng một quy trình. Đối với đội thăm dò cần xử lý lượng lớn mẫu mỗi ngày và muốn giảm khâu đổ mẫu thủ công, hệ thống lấy mẫu tích hợp này có thể giảm trung chuyển. Tài liệu không đưa ra dữ liệu thử nghiệm cụ thể về tỷ lệ thu hồi mẫu, do đó không thể suy ra độ chính xác lấy mẫu từ đây.
Thiết bị phối hợp cần xác nhận khi chọn model tuần hoàn ngược
- Áp suất và lưu lượng máy nén khí: WR400RC khuyến nghị áp suất làm việc 1,2–3,5 MPa, lưu lượng khí 16–55 m³/min; dòng WR600RC khuyến nghị 1,6–6 MPa, 16–75 m³/min. Khi độ sâu và đường kính lỗ khoan tăng, chỉ đáp ứng áp suất mà lưu lượng không đủ vẫn có thể dẫn đến giảm trả mẫu và tích mùn khoan đáy lỗ.
- Thông số cần khoan hai thành: WR400RC khuyến nghị cần khoan RC 89/102 mm, chiều dài cần khoan 3 m. Độ kín khớp nối và mài mòn ống trong của cần khoan hai thành ảnh hưởng trực tiếp đến việc mẫu có bị lẫn hay không.
- Quản lý mẫu: mỗi túi mẫu cần ghi số lỗ khoan, số hiệu mẫu, độ sâu bắt đầu và kết thúc, ngày tháng; ghi chép hiện trường phải khớp một-một với túi mẫu. Nếu dự án thực hiện chế độ QA/QC, còn cần đặt mẫu lặp, mẫu chuẩn và mẫu trắng theo yêu cầu.
- Trọng lượng máy chính và mặt bằng: WR400RC toàn máy khoảng 11 T, WR500RC-CS3 và dòng WR600RC khoảng 12–12,5 T; trước khi chuyển hiện trường cần xác nhận khả năng chịu tải của đường và diện tích sàn.
III. Máy khoan giếng nước: mục tiêu là tạo lỗ và ổn định nước
Khác biệt giữa dạng bàn xoay và dạng tháp thẳng gắn trên xe
Máy khoan giếng nước trên trang này chia thành hai hướng. WRTR1000 và WRTR600 là máy khoan bàn xoay kéo theo, lấy quay bàn xoay và tuần hoàn dung dịch làm cốt lõi, phù hợp cho giếng nước sâu, địa nhiệt, cấp nước khu mỏ và lỗ khoan địa chất thủy văn. WRT600, WRT1000, WRT1200 là máy khoan giếng nước thủy lực hoàn toàn dạng tháp thẳng gắn trên xe, tích hợp tháp khoan, đầu động lực, tiến dao thủy lực và hệ thống vận hành trên khung gầm xe, phù hợp hơn với dự án có điểm khoan phân tán, cần chuyển hiện trường đường bộ thường xuyên.
| Model | Hình thức lắp đặt | Độ sâu khoan tối đa | Đường kính lỗ khoan | Cốt lõi tiến dao/quay |
|---|---|---|---|---|
| WRTR600 | Bàn xoay kéo theo | 600 m | Tối đa 500 mm | Bàn xoay 38/57/85 r/min |
| WRTR1000 | Bàn xoay kéo theo | 1000 m | Lỗ thông bàn xoay 660 mm | Bàn xoay 25 kN·m, bốn cấp |
| WRT600 | Tháp thẳng gắn trên xe | 600 m | 140–450 mm | Lực nâng 37 T, mô-men hai chế độ |
| WRT1000 | Tháp thẳng gắn trên xe | 1000 m | 105–800 mm | Lực nâng 51/52 T, quay hai tốc độ |
| WRT1200 | Tháp thẳng gắn trên xe | 1200 m | 105–900 mm | Lực nâng 61 T, 24000/12000 N·m |
Cần lưu ý, tài liệu công khai của WRTR600 và WRTR1000 đưa ra lỗ thông bàn xoay và đường kính khoan tối đa; WRTR600 đường kính khoan tối đa 500 mm, WRTR1000 lỗ thông bàn xoay 660 mm. Tài liệu nhắc rõ, đường kính giếng hoàn thiện cuối cùng cần thiết kế theo tầng chứa nước, ống giếng, loại máy bơm và độ ổn định địa tầng, không thể hiểu trực tiếp kích thước lỗ thông là đường kính khoan cố định.
Trình tự đánh giá dự án giếng nước
- Trước tiên khảo sát địa chất thủy văn, xác định độ sâu tầng chứa nước mục tiêu và chất lượng nước, sau đó mới bàn độ sâu khoan.
- Từ lượng nước xuất, ống giếng và loại máy bơm suy ngược đường kính giếng, không phải chọn đường kính lớn nhất trước.
- Tầng trên tơi rời ưu tiên xem xét dung dịch, ống chống hoặc hạ ống chống phân cấp để tạo đoạn lỗ ổn định, sau đó mới vào đá cứng.
- Sau khi vào đá cứng có thể chuyển sang búa DTH; WRTR1000 có thể chọn tuần hoàn ngược khí nâng, WRT1200 hỗ trợ điều kiện DTH 1,65–8 MPa, 16–120 m³/min.
- Đoạn tầng chứa nước mạnh và đoạn nước phun trào cao cần ghi độ sâu tầng xuất nước chính, giai đoạn hoàn thiện giếng căn cứ vào đó để đặt ống lọc và đoạn chặn nước.
IV. Một thiết bị vừa đảm nhận lỗ khoan thăm dò vừa đảm nhận giếng nước, giới hạn ở đâu
Tài liệu cho thấy WR400RC, WR500RC-CS3, WR600RC và WR600RC-CS3 đều liệt kê giếng nước sâu là một trong các ứng dụng chính; WRTR1000, WRT1200 và các máy khoan giếng nước khác cũng có thể dùng cho địa chất thủy văn và lỗ khoan địa chất thông thường. Điều này cho thấy trong một số dự án, cùng một thiết bị có thể đảm nhận nhiệm vụ khác nhau tại các vị trí lỗ khoan khác nhau, nhưng cần phân biệt một số trường hợp.
Trường hợp có thể kiêm nhiệm
- Máy khoan giếng nước đảm nhận lỗ khoan địa chất không cần lõi liên tục: có thể phán đoán thay đổi địa tầng qua mùn khoan, nước trả, thông số dung dịch và phản hồi khoan.
- Máy khoan tuần hoàn ngược đảm nhận lỗ giếng nước không nhấn mạnh lấy mẫu: có thể chuyển sang DTH thông thường hoặc quay dung dịch, không kích hoạt hệ thống lấy mẫu RC hoàn chỉnh.
- Trong cùng dự án có mục tiêu lỗ khoan khác nhau: ví dụ mỏ vừa có lỗ khoan thăm dò, vừa có giếng nước sinh hoạt và giếng nước chống bụi, có thể thay dụng cụ khoan và quy trình thi công theo mục đích vị trí lỗ khoan.
Trường hợp cần cấu hình thêm hoặc không nên thay thế
- Khi cần lõi đá liên tục chất lượng cao, nên chọn máy khoan lấy lõi chuyên dụng. Tài liệu về máy khoan giếng nước nêu “nếu dự án cần lõi đá liên tục chất lượng cao, nên chọn máy khoan lấy lõi chuyên dụng”.
- Khi máy khoan tuần hoàn ngược dùng để lấy mẫu thăm dò, phải cấu hình cần khoan hai thành, hệ thống khí nén và thiết bị lấy mẫu phù hợp. WRTR1000 có thể chọn tuần hoàn ngược khí nâng, nhưng tài liệu nêu rõ nó “không phải máy thăm dò RC chuyên dụng”; dự án có yêu cầu rõ về tính đại diện mẫu và chất lượng chia mẫu nên đồng thời cấu hình hệ thống lấy mẫu phù hợp.
- Máy khoan giếng nước chuyển sang làm lỗ khoan lấy mẫu thường không bằng nền tảng RC chuyên dụng về quản lý mẫu, số hiệu mẫu và quan hệ tương ứng độ sâu.
V. Thông tin nên xác nhận trước khi mua
- Mục đích khoan: lấy lõi liên tục, lấy mẫu mùn khoan hay tạo giếng lấy nước.
- Độ sâu và đường kính lỗ khoan thiết kế: cả hai cùng quyết định lực nâng, mô-men quay và lưu lượng máy nén khí cần thiết.
- Góc khoan: khi cần lỗ khoan xiên, xác nhận phạm vi góc làm việc của thiết bị; tài liệu model tuần hoàn ngược đưa ra 45°/90°.
- Trình tự địa tầng: độ dày tầng trên tơi rời, có đới dập vỡ và địa tầng rò khí hay không, quyết định có cần dung dịch và ống chống hay không.
- Chế độ quản lý lấy mẫu: nếu thăm dò khoáng sản, tần suất vệ sinh xyclon, bộ chia mẫu và ống mềm trả mẫu phải phù hợp với chế độ QA/QC của dự án.
- Điều kiện chuyển hiện trường: tháp thẳng gắn trên xe cần xác minh giới hạn chiều cao đường, tải trọng cầu và bán kính quay; dạng kéo theo cần xác nhận xe kéo và kích thước vận chuyển, ví dụ kích thước vận chuyển tháp ngắn WRTR600 khoảng 15100 × 2480 × 4100 mm.
- Thiết bị phối hợp: máy nén khí, bơm dung dịch, máy phát điện, bơm bọt và dụng cụ ống chống đã được đưa vào ngân sách tổng thể chưa.
Tài liệu không đưa ra đường kính lấy lõi, khả năng lấy lõi và thông số khoan tương ứng của máy khoan lấy lõi độc lập, cũng không cung cấp dữ liệu hiệu suất khoan của từng model trong khu mỏ hoặc dự án giếng nước thực tế. Những nội dung này cần xác nhận thêm sau khi làm rõ model máy khoan lấy lõi cụ thể, dựa trên tài liệu kỹ thuật của nhà sản xuất và điều kiện địa chất thủy văn của dự án. Các giá trị trong bài viết này đều lấy từ tài liệu sản phẩm đã xác minh trên trang này; độ sâu khoan, đường kính lỗ khoan và hiệu quả hoàn thiện giếng thực tế phải căn cứ vào điều kiện hiện trường và thiết kế chuyên biệt.