Khi chọn loại mũi khoan xoắn, thường gặp hai con số không khớp nhau: độ sâu thiết kế lỗ khoan trên tay gần hoặc vượt quá độ sâu khuyến nghị trong tài liệu mũi khoan, còn đường kính mũi khoan lại nằm ở hai đầu của phạm vi phù hợp. Lúc này chỉ nhìn "đủ hay không" rất khó trả lời, vì độ sâu khoan khuyến nghị và đường kính mũi khoan phù hợp nói về hai việc khác nhau: yếu tố trước ràng buộc tổng chiều dài và điều kiện tải trọng của cột khoan trong lỗ, yếu tố sau ràng buộc quan hệ phối hợp giữa mũi khoan và thân xoắn. Bài viết lấy thông số công khai của mũi khoan địa chất xoắn Φ42S làm tham chiếu, tách riêng hai điều kiện này, giải thích trình tự đánh giá và những mục còn cần xác nhận.
Trước tiên phân biệt hai con số mỗi yếu tố ràng buộc điều gì
Trong tài liệu của Φ42S ghi độ sâu khoan khuyến nghị 100 m, đường kính mũi khoan phù hợp 65–146 mm. Hai mục này không phải giới hạn cùng một chiều: độ sâu khoan khuyến nghị hướng đến tổng chiều dài tổ hợp cột khoan khi khoan liên tục và tải trọng truyền dẫn kéo theo; đường kính mũi khoan phù hợp hướng đến sự phối hợp hình học và thải mùn giữa mũi khoan với thân xoắn, đường kính xoắn. Đánh giá mũi khoan xoắn có đủ dùng hay không nên đối chiếu riêng hai điều kiện này, chứ không dùng một con số che lấp con số kia.
Đánh giá theo độ sâu lỗ khoan: 100 m là giá trị khuyến nghị, không phải giới hạn năng lực
Tài liệu ghi 100 m là độ sâu khoan khuyến nghị, đồng thời ghi chú áp dụng cho nổ mìn mỏ, khoan sâu than và khoan địa chất. "Khuyến nghị" ở đây có nghĩa là giá trị tham khảo khi sử dụng theo tổ hợp dụng cụ khoan thông thường dưới điều kiện địa chất trung bình cứng mô tả trong tài liệu, nó không đồng nghĩa với việc có thể đạt ổn định trong mọi tầng đất, mọi góc khoan, cũng không đồng nghĩa vượt quá 100 m là chắc chắn không dùng được. Khi độ sâu thực tế gần hoặc vượt giá trị này, cần đưa độ cứng tầng đất, góc khoan, điều kiện thải mùn và năng lực đầu ra của máy khoan vào kiểm tra cùng lúc. Tài liệu không đưa ra hiệu chỉnh độ sâu theo tầng đất hay góc nghiêng khác nhau, phần này chỉ có thể xác nhận với nhà sản xuất hoặc kỹ thuật viên hiện trường.
Đánh giá theo đường kính mũi khoan: 65–146 mm là khoảng phối hợp
Đường kính mũi khoan phù hợp 65–146 mm tương ứng với nhóm quan hệ hình học thân xoắn đường kính 42 mm, đường kính xoắn 50–100 mm. Đường kính mũi khoan nằm trong khoảng có nghĩa là sự phối hợp giữa mũi khoan và phần xoắn nằm trong phạm vi tài liệu đưa ra; nhưng không gian thải mùn và nhu cầu mô-men xoắn tương ứng hai đầu khoảng không giống nhau. Đường kính mũi khoan càng lớn, lượng đá vụn trên mỗi đơn vị tiến độ càng nhiều, gánh nặng thải mùn bằng xoắn cũng càng lớn. Tài liệu giải thích thân xoắn có lợi cho việc mang đá vụn và mảnh vụn ra ngoài, giảm tích mùn trong lỗ, nhưng không đưa ra dữ liệu hiệu suất thải mùn dưới các đường kính mũi khoan khác nhau. Vì vậy khi sử dụng ở phía lớn của khoảng, nên đưa điều kiện máy nén khí hoặc rửa, tốc độ quay và phối hợp đẩy của máy khoan vào mục cần xác nhận.
Mô-men xoắn và quy cách thân: quyết định quá trình khoan có ổn định được không
Mẫu này có mô-men xoắn tối đa 3000 N·m, đường kính thân 42 mm, cấp thép DZ50, độ cứng đầu nối HPC28-32. Giá trị mô-men xoắn tương ứng năng lực truyền tải quay dưới tầng đất trung bình cứng, nó không phải chỉ tiêu độc lập với độ sâu lỗ khoan và đường kính mũi khoan: lỗ càng sâu, cột khoan càng dài, khoảng cách giữa mô-men xoắn hiệu dụng truyền đến mũi khoan và đầu ra ở miệng lỗ càng cần chú ý; đường kính mũi khoan càng lớn, lực cản quay cần để phá đá thường cũng càng cao. Tài liệu giải thích mẫu này phù hợp khoan liên tục và thải mùn dưới điều kiện địa chất trung bình cứng, nhưng không đưa ra đối chiếu nhu cầu mô-men xoắn theo các loại đá khác nhau, tổ hợp thực tế có khớp hay không cần tính toán riêng kết hợp năng lực máy khoan.
Tổ hợp chiều dài ảnh hưởng số lần nối cần và kiểm soát tổng chiều dài
Có thể cung cấp các chiều dài thông dụng 1 m, 2 m, 3 m. Việc chọn chiều dài vừa liên quan đến việc độ sâu lỗ khoan mục tiêu có thể ghép các đoạn nguyên đến gần giá trị hay không, vừa liên quan số lần nối cần và không gian thao tác ở miệng lỗ. Tài liệu không quy định bắt buộc dùng một tổ hợp chiều dài nào, phối hợp thực tế cần xác định cùng với kết cấu máy khoan, không gian thi công và độ sâu lỗ khoan mục tiêu.
Đưa các điều kiện vào cùng một bảng kiểm tra
| Mục kiểm tra | Nội dung tài liệu đưa ra | Lưu ý khi đánh giá |
|---|---|---|
| Độ sâu lỗ khoan mục tiêu | Độ sâu khoan khuyến nghị 100 m | Là giá trị khuyến nghị; vượt sâu hoặc tầng đất phức tạp cần xác nhận riêng |
| Đường kính mũi khoan | Phù hợp 65–146 mm | Hai đầu khoảng có nhu cầu thải mùn và mô-men xoắn khác nhau |
| Thân và xoắn | Thân Φ42 mm, đường kính xoắn 50–100 mm | Tạo thành phối hợp hình học với đường kính mũi khoan |
| Mô-men xoắn | Tối đa 3000 N·m | Cần tính toán cùng đầu ra máy khoan và điều kiện tầng đất |
| Chiều dài | 1 m / 2 m / 3 m | Tổ hợp theo độ sâu lỗ khoan và không gian thi công |
Phần tài liệu chưa đề cập, cần xác nhận riêng
- Mẫu máy khoan và giao diện đầu ra đầu động lực: tài liệu không đưa ra chế độ kết nối cụ thể, trước khi đặt hàng cần xác nhận kích thước giao diện và yêu cầu phối hợp.
- Độ cứng tầng đất và góc khoan: tài liệu giải thích điều kiện địa chất, tổ hợp dụng cụ khoan, góc khoan và cách thao tác khác nhau sẽ ảnh hưởng đến hiệu quả sử dụng thực tế, hiệu suất thải mùn và tuổi thọ sử dụng, nhưng không đưa ra hệ số hiệu chỉnh hay dữ liệu phân cấp.
- Biểu hiện thực tế khi vượt độ sâu khuyến nghị: tài liệu chỉ đưa ra giá trị khuyến nghị, không cung cấp giải thích năng lực dưới điều kiện sử dụng vượt sâu.
- Phối hợp thải mùn khi đường kính mũi khoan gần 146 mm: tài liệu không đưa ra gợi ý lưu lượng gió, lưu lượng nước hay tốc độ quay tương ứng.
Tóm lại, để đánh giá mũi khoan xoắn có đủ dùng hay không, có thể kiểm tra từng mục theo trình tự "độ sâu lỗ khoan mục tiêu có gần giá trị khuyến nghị không — đường kính mũi khoan có nằm trong khoảng phù hợp và ở đầu nào — mô-men xoắn đầu ra và giao diện của máy khoan có khớp không — tổ hợp chiều dài có bao phủ được độ sâu lỗ khoan không". Tài liệu của Φ42S có thể trả lời quy cách thân, phạm vi phù hợp và độ sâu khuyến nghị, nhưng chế độ giao diện, biểu hiện vượt sâu và hiệu quả thực tế dưới các tầng đất khác nhau vẫn cần xác nhận với nhà sản xuất trước khi mua.