Khi xem tài liệu CR800P, dòng độ sâu khoan ghi BQ 920 m, NQ 800 m, HQ 380 m; cột hệ thống tiến ghi lực đẩy 67 kN, lực nâng 130 kN; đơn nguyên dung dịch ghi lưu lượng 100 L/min, áp suất 7 MPa. Ba nhóm giá trị nằm ở ba cột khác nhau, trên trang không gần nhau, khi đọc rất dễ xem riêng từng nhóm. Nhưng chúng cùng trả lời một câu hỏi: ở một độ sâu lỗ khoan và một loại đường kính lỗ nhất định, thiết bị này có thể rút cần khoan ra thuận lợi và mang mùn đá ra khỏi miệng lỗ một cách liên tục hay không. Bài viết này theo trình tự của câu hỏi đó, làm rõ mỗi nhóm giá trị quản lý đoạn nào, và tại sao phải đọc chúng cùng nhau.
Ba nhóm giá trị trong bảng thông số thuộc ba loại đại lượng khác nhau
Độ sâu khoan không phải giá trị đầu ra của một bộ phận nào đó trên thiết bị, mà là độ sâu khoan tham chiếu mà bộ máy khoan này đưa ra dưới quy cách cần khoan và công nghệ cụ thể. CR800P ghi ba quy cách BQ, NQ, HQ tương ứng với ba độ sâu, cho thấy con số này gắn với hệ thống cần khoan, mũi khoan, ống lấy mẫu bên trong; đổi quy cách là đổi con số. Lực nâng và lực đẩy thuộc về giá trị lực của hệ thống tiến, đơn vị kN, ràng buộc khả năng đầu động lực mang cần khoan di chuyển lên xuống. Áp suất và lưu lượng dung dịch thuộc về hệ thống tuần hoàn, ràng buộc việc dung dịch rửa có thể được đưa đến đáy lỗ và mang mùn đá về mặt đất hay không. Ba loại có đơn vị khác nhau, thuộc tính khác nhau, không thể quy đổi lẫn nhau, cũng không thể dùng một mục để suy ra hai mục còn lại.
Số độ sâu khoan phải đọc cùng với quy cách cần khoan
Ba độ sâu khoan tham chiếu của CR800P là: BQ 920 m, NQ 800 m, HQ 380 m. Nếu cùng một tuyến thăm dò chuyển từ NQ sang HQ, độ sâu tham chiếu giảm từ 800 m xuống 380 m, đây không phải thiết bị yếu đi, mà là sau khi đường kính lỗ tăng lên, tiết diện cần khoan, thể tích khoảng rỗng vành, trọng lượng cần khoan và lượng mùn đá đều thay đổi. Đọc dòng độ sâu khoan, trước tiên phải xác nhận dự án dự định dùng quy cách nào để lấy mẫu, rồi đối chiếu với con số ở ô tương ứng. Coi 800 m của NQ là "máy này có thể khoan 800 m với bất kỳ đường kính lỗ nào" là cách đọc vượt phạm vi phổ biến nhất.
Độ sâu khoan còn chỉ là giá trị tham chiếu. Bản thân tài liệu không nêu rõ những độ sâu này được đưa ra dưới loại đá, góc khoan và kết cấu lỗ khoan nào. Khoan đa góc 45°–90° là đặc điểm của thiết bị này, nhưng lỗ xiên và lỗ thẳng đứng khác nhau về ma sát cần khoan và điều kiện mang mùn đá lên, cùng một con số độ sâu khoan có thể đứng vững dưới một góc nghiêng cụ thể hay không cần đánh giá riêng theo điều kiện hiện trường.
Lực nâng ràng buộc biên dự phòng xử lý cần khoan ở đoạn lỗ sâu
Lực nâng của CR800P là 130 kN, lực đẩy là 67 kN. Khi độ sâu lỗ khoan tăng lên, trọng lượng bản thân cột cần khoan và ma sát thành lỗ sẽ tích lũy dần, sức cản cần khắc phục khi rút cần cũng tăng theo. Mối quan hệ giữa mục lực nâng và độ sâu khoan nằm ở đây: nó quyết định khi gần đến độ sâu tham chiếu, hệ thống tiến còn bao nhiêu biên dự phòng để xử lý trọng lượng cần khoan bình thường và sức cản trong lỗ.
Một giá trị khác được ràng buộc kèm là lực kẹp tối đa của bộ kẹp 130 kN, bằng với lực nâng; khả năng xuyên lỗ của bộ kẹp 54–127 mm, đường kính cần khoan áp dụng tối đa 114 mm. Các con số này phải xem cùng nhau: lực nâng có dùng được hay không phụ thuộc vào việc bộ kẹp có kẹp được cần khoan quy cách tương ứng hay không, và đường kính cần khoan có nằm trong phạm vi xuyên lỗ hay không. Trong tài liệu, giá trị 130 kN này không được chia nhỏ thêm thành giá trị cho phép dưới các độ sâu và góc nghiêng khác nhau, vì vậy không thể hiểu trực tiếp là "có thể cung cấp năng lực nâng thực 130 kN trong bất kỳ lỗ khoan 800 m nào".
Dung lượng cáp của tời cáp CR800P là 1000 m (cáp thép 6 mm), tốc độ nâng 116 m/min, lực nâng khi tang rỗng 11,5 kN, lực nâng khi tang đầy 5,6 kN. Nhóm giá trị này tương ứng với khâu nâng ống lấy mẫu bên trong của khoan lấy mẫu bằng cáp, là hai bộ cơ cấu khác với lực nâng của hệ thống tiến, không thể thay thế nhau. Khi khoan lấy mẫu bằng cáp cấp 800 m, biên dự phòng mà dung lượng cáp 1000 m để lại thuộc về không gian thao tác phía nâng ống lấy mẫu.
Áp suất bơm tương ứng với việc tuần hoàn có duy trì được hay không, không phải khoan nhanh đến đâu
Thông số đơn nguyên dung dịch là bơm cao áp piston, dẫn động thủy lực, lưu lượng 100 L/min, áp suất 7 MPa. Sau khi độ sâu lỗ khoan tăng lên, đường đi của dung dịch rửa xuống theo cần khoan và lên theo khoảng rỗng vành đều dài hơn, tổn thất dọc đường tăng; khi gặp đoạn lỗ có khe nứt phát triển, nước hồi không ổn định hoặc thất thoát, điều kiện áp suất cần để duy trì tuần hoàn lại thay đổi. Giá trị 7 MPa cho thấy trạm bơm này có khả năng đầu ra áp suất nhất định, có thể dùng làm điểm xuất phát để thảo luận các điều kiện tuần hoàn phức tạp.
Nhưng không thể chỉ dựa vào đó suy ra "độ sâu lỗ khoan này chắc chắn thiết lập được tuần hoàn". Áp suất dung dịch có đủ hay không còn phụ thuộc vào đường kính lỗ, tiết diện khoảng rỗng vành, quy cách cần khoan, tính năng dung dịch rửa và mức độ thất thoát của địa tầng, những điều này tài liệu không đưa ra từng mục. Lưu lượng 100 L/min và áp suất 7 MPa cũng là hai thông số độc lập, khi áp suất đủ mà lưu lượng không đủ, tốc độ mang mùn đá lên cũng có thể không đủ, hai yếu tố phải được đánh giá trong cùng một điều kiện tuần hoàn.
Đặt ba dòng giá trị trở lại cùng một điều kiện độ sâu lỗ khoan
Bảng dưới đây chỉ tổng hợp các giá trị liên quan trong tài liệu CR800P, dùng để giải thích mỗi mục tương ứng với đoạn công việc nào khi độ sâu lỗ khoan tăng lên, không có nghĩa là giữa ba yếu tố tồn tại quan hệ quy đổi.
| Hạng mục thông số | Giá trị trong tài liệu | Khi độ sâu lỗ khoan tăng tương ứng với đoạn công việc nào |
|---|---|---|
| Độ sâu khoan tham chiếu | BQ 920 m / NQ 800 m / HQ 380 m | Xác định độ sâu lỗ khoan được thảo luận dưới quy cách cần khoan nào |
| Lực đẩy / Lực nâng | 67 kN / 130 kN | Biên dự phòng giá trị lực khi hạ và rút cần khoan |
| Dung lượng cáp tời cáp | 1000 m (cáp thép 6 mm) | Không gian thao tác nâng ống lấy mẫu bên trong của khoan lấy mẫu bằng cáp |
| Lưu lượng / Áp suất dung dịch | 100 L/min / 7 MPa | Điều kiện tuần hoàn vận chuyển dung dịch rửa và xả mùn đá |
Trình tự đọc liên kết có thể như sau: trước tiên khóa độ sâu khoan tham chiếu tương ứng theo quy cách lấy mẫu, xác định phạm vi thảo luận; sau đó xem trọng lượng cần khoan và sức cản dự kiến trong lỗ ở độ sâu này, đối chiếu với lực nâng và năng lực bộ kẹp, đánh giá khâu rút và hạ cần khoan có biên dự phòng hay không; cuối cùng xem phía tuần hoàn, dùng lưu lượng và áp suất bơm đối chiếu với đường kính lỗ, cần khoan và tình hình thất thoát địa tầng, đánh giá mùn đá có thể liên tục thoát ra hay không. Trong ba mục, nếu bất kỳ mục nào không đủ điều kiện, hai mục còn lại dù giá trị rộng rãi đến đâu cũng không thể giúp lỗ khoan này hoàn thành thuận lợi.
Cần lưu ý rằng cách đọc liên kết này chỉ có thể đưa ra phương hướng, không thể tính ra kết luận. Tài liệu không cung cấp bảng trọng lượng cần khoan dưới các độ sâu khác nhau, yêu cầu tốc độ hồi lưu khoảng rỗng vành dưới các đường kính lỗ khác nhau, cũng không đưa ra giá trị hiệu chỉnh của lực nâng theo góc nghiêng. Những điều này đều cần tính toán riêng theo thiết kế lỗ khoan cụ thể và điều kiện hiện trường.
Điều kiện phối hợp cũng nằm trên chuỗi quan hệ này
Về hệ thống động lực, CR800P yêu cầu công suất động cơ diesel ≥99 kW, cũng có thể dùng cấu hình động cơ điện 22 kW × 3. Khi quay và tuần hoàn liên tục ở đoạn lỗ sâu, đầu ra động lực có ổn định hay không sẽ ảnh hưởng gián tiếp đến biểu hiện áp suất bơm và mô-men xoắn; điều kiện vận chuyển nhiên liệu, phát điện và nguồn lực bảo trì ở vùng núi xa là những điều kiện hiện trường cần xác minh khi chọn phương án diesel hoặc điện. Kết cấu phân thể tách rời động lực, vận hành, dung dịch và đơn nguyên khoan để vận chuyển riêng, nhờ đó tăng khả năng tiếp cận vị trí lỗ khoan ở vùng núi, nhưng trạng thái đầu nối thủy lực nhanh và các chi tiết kết nối sau khi lắp ráp các mô-đun cần được kiểm tra sau mỗi lần lắp ráp, điều này được liệt kê riêng trong tài liệu.
Những phần ngoài tài liệu cần xác nhận với nhà sản xuất và hiện trường
- Điều kiện loại đá, góc khoan và kết cấu lỗ khoan tương ứng với các độ sâu khoan tham chiếu NQ 800 m, HQ 380 m, tài liệu không giải thích từng mục.
- Biên dự phòng thực tế khả dụng của lực nâng 130 kN khi gần đến độ sâu tham chiếu, thiếu dữ liệu chia nhỏ theo độ sâu và góc nghiêng.
- Áp suất bơm 7 MPa có đủ duy trì tuần hoàn ở đoạn lỗ có khe nứt phát triển hoặc thất thoát hay không, cần kết hợp với đường kính lỗ và địa tầng để đánh giá.
- Mối quan hệ phù hợp giữa mô-men xoắn tối đa của đầu động lực 980 N·m, tốc độ quay cao nhất 1200 rpm và các loại đá khác nhau, tài liệu chỉ đưa ra nguyên tắc chuyển đổi, không có bảng tổ hợp thông số.
- Sự phối hợp giữa hành trình tiến 1,8 m và chiều dài cần khoan áp dụng 1 m / 1,5 m sẽ ảnh hưởng đến tần suất nối cần và thời gian phụ trợ, cách tổ chức cụ thể cần xác định theo bố trí hiện trường.
Vì vậy, khi đọc ba dòng giá trị của CR800P, thay vì so sánh con số nào lớn hơn, nên xác định trước dự án này dùng quy cách lấy mẫu nào, dự định khoan sâu bao nhiêu, sức cản trong lỗ và tình hình thất thoát dự kiến ra sao, rồi đối chiếu từng mục với giá trị tương ứng trong tài liệu, liệt kê những điều kiện chưa được đề cập thành các mục cần xác nhận trước khi vào công trường. Tài liệu có thể cung cấp phương hướng của ranh giới năng lực, độ sâu khoan và hiệu suất cuối cùng vẫn lấy điều kiện hiện trường làm chuẩn.