Từ tưới tiêu nông nghiệp đến cấp nước khu mỏ, cấu hình WRT600 cần bám theo những mục tiêu nào

Trong tài liệu WRT600 có một nhóm thông số song song: độ sâu khoan tối đa 600 m, đường kính lỗ khoan 140–450 mm, lực nâng 37 T, mô-men xoắn quay hai chế độ 15000/7500 N·m, hai cấp tốc độ quay 70/140 r/min, hành trình tiến 7 m, động cơ diesel 132 kW, toàn máy khoảng 26 T. Những con số này đồng thời hướng đến các dự án tưới tiêu nông nghiệp, cấp nước đô thị, giếng nước công nghiệp và cấp nước khu mỏ, nhưng bốn loại mục tiêu cần ở thiết bị này những thứ không giống nhau. Cùng một chiếc WRT600, khi đặt vào dự án có mục đích khác nhau, tổ hợp thông số cần đối chiếu trước sẽ thay đổi. Dưới đây tách từng mục theo mục tiêu sử dụng.

Trước tiên phân biệt thông số nào thuộc cùng một nhóm ràng buộc

Đường kính lỗ khoan 140–450 mm, độ sâu khoan tối đa 600 m và chiều dài cần khoan 3 m/6 m tạo thành một nhóm: đường kính lỗ càng lớn, mô-men xoắn, lực nâng và khả năng thải mùn cần cho mỗi đoạn lỗ càng cao, con số 600 m khó đạt được ở đường kính lớn hơn so với đường kính nhỏ hơn. Lực nâng 37 T và đường kính cần khoan khuyến nghị 102/114/127 mm tạo thành nhóm khác: khi độ sâu lỗ tăng, trọng lượng bản thân cần khoan và ma sát thành lỗ cùng chiếm dư lượng lực nâng. Mô-men xoắn 15000/7500 N·m và hai cấp tốc độ 70/140 r/min là nhóm thứ ba, tương ứng hai chế độ làm việc: đoạn lỗ đá cứng lực cản cao và đoạn lỗ ổn định lực cản thấp. Trong chế độ DTH còn có nhóm áp suất làm việc 1,2–3,5 MPa và lưu lượng khí tiêu thụ 16–55 m³/min, thuộc phụ kiện máy nén khí, không nằm trong thông số toàn máy. Tách riêng các nhóm này mới có thể đánh giá trong một mục đích cụ thể, những con số nào cần căn chỉnh trước.

Tưới tiêu nông nghiệp và cấp nước trang trại: trước tiên xem mật độ vị trí lỗ và dư lượng tìm nước

Giếng tưới cho ruộng, vườn cây ăn quả, trang trại chăn nuôi và nhà kính có đặc điểm phân bố vị trí lỗ rải rác, độ sâu từng giếng không nhất thiết lớn, nhưng sau khi khoan xong một chỗ cần chuyển đến chỗ tiếp theo càng nhanh càng tốt. WRT600 dùng khung gầm gắn xe, chuyển trường đường bộ dựa vào khung gầm tự di chuyển, so với thiết bị cần kéo riêng thì ít lần tháo lắp hơn. Với loại dự án này, ý nghĩa của độ sâu khoan 600 m là để dành dư lượng tìm nước cho vùng mực nước ngầm sâu, tầng chứa nước nông không ổn định; độ sâu lỗ thực tế sử dụng vẫn lấy điều kiện địa chất thủy văn và độ sâu tầng chứa nước mục tiêu làm chuẩn, không nên coi 600 m là độ sâu dự kiến của mỗi giếng.

Đường kính lỗ của giếng tưới thường không cần dùng đến giới hạn trên 450 mm; quan hệ khớp giữa đường kính giếng, ống lọc và bơm chìm quan trọng hơn việc theo đuổi đường kính lỗ lớn. Cần xác nhận trước: chiều rộng đường giữa các trang trại, tải trọng cầu, giới hạn chiều cao và bán kính quay có cho phép toàn máy 26 T, thiết bị gắn xe khoảng 10 × 2,48 × 3,75 m đi qua hay không — kết cấu gắn xe giải quyết chuyển trường đường bộ, không giải quyết khoảng không tĩnh tại công trường.

Cấp nước đô thị và cộng đồng: xác định đường kính lỗ và kết cấu thành giếng trước, rồi mới bàn thiết bị

Với dự án cấp nước cho thôn xã, cộng đồng và công trình công cộng, giếng sau khi thành giếng sẽ vận hành lâu dài, nên công việc xác định độ sâu giếng, đường kính giếng, ống lọc và loại bơm phải hoàn thành trước khi khởi khoan. Dải đường kính lỗ 140–450 mm của WRT600 cho phép thiết kế kết cấu thành giếng khác nhau theo ống giếng, búa khoan khí nén và sản lượng nước dự kiến; lựa chọn đường kính lỗ phục vụ mục tiêu thành giếng cuối cùng, chứ không phải ngược lại.

Trong loại dự án này, ý nghĩa của lực nâng 37 T và hành trình tiến 7 m nghiêng về tổ chức thi công: đoạn lỗ sâu có tần suất nâng hạ cần khoan cao, cần khoan 6 m giảm số lần nối cần so với 3 m, hành trình tiến 7 m kết hợp cần khoan 6 m có thể giảm số lần hồi vị đầu động lực. Nhưng hiệu quả khoan liên tục vẫn chịu ảnh hưởng của địa tầng, trạng thái trong lỗ và phương thức vận hành; bản thân tài liệu không cam kết tốc độ tiến cụ thể.

Cấp nước và hạ mực nước khu mỏ: tỷ lệ đá cứng quyết định có cần chuyển sang DTH

Khu mỏ có thể dùng WRT600 để thi công giếng cấp nước cho khu lán trại, phun ẩm chống bụi, rửa thiết bị và giếng nước phụ trợ sản xuất, cũng có thể đảm nhận một phần lỗ khoan hạ mực nước. Khác biệt then chốt giữa loại dự án này và tưới tiêu nông nghiệp nằm ở tầng đá: khi vào đá vôi, đá cát, đá hoa cương tương đối nguyên khối, có thể trang bị búa khoan khí nén áp suất trung bình, cao để khoan DTH, tương ứng áp suất làm việc 1,2–3,5 MPa và lưu lượng khí tiêu thụ 16–55 m³/min.

Khi chọn máy nén khí, đạt áp suất 1,2–3,5 MPa vẫn chưa đủ; lưu lượng không đủ vẫn gây va đập yếu và khó thải mùn. Lựa chọn cần đồng thời xem xét đường kính lỗ, độ sâu lỗ, thông số búa khoan khí nén, độ cứng đá và độ cao so với mực nước biển. Nếu xuất hiện lượng mùn trào về giảm, áp suất gió bất thường hoặc lực cản quay tăng, nên đánh giá trước tình trạng tích mùn đáy lỗ, rò khí hoặc mài mòn dụng cụ khoan, xử lý thông qua làm sạch lỗ và đánh giá trạng thái trong lỗ, không nên chỉ dựa vào lực nâng 37 T để kéo mạnh.

Điều kiện đường và công trường khu mỏ thường thô ráp hơn; trước khi vào công trường cần xác nhận khả năng lưu thông đường bộ, quay xe và khả năng chịu tải của bãi của khung gầm gắn xe. Ngoài ra, nhiều giếng nước có phần trên là tầng phủ rời rạc, phần dưới chuyển tiếp sang đá phong hóa và đá cứng nguyên khối; địa tầng hỗn hợp này phù hợp dùng dung dịch khoan quay hoặc ống chống bảo vệ thành ở phần trên, chuyển sang DTH ở phần dưới, giảm vấn đề một công nghệ đơn lẻ bao phủ toàn bộ đoạn lỗ.

Vùng thiếu nước: điều kiện áp dụng khoan khí nén

Trong tầng đá phù hợp, khoan búa khí nén DTH chủ yếu dựa vào va đập khí nén và thải mùn, ít phụ thuộc vào lượng lớn nước khoan, do đó có điều kiện sử dụng trong vùng nông nghiệp khô hạn, khu mỏ xa xôi và dự án thiếu nguồn nước dung dịch khoan ổn định. Nhưng ưu thế này có tiền đề: khi tầng rời rạc phần trên dày, vẫn có thể cần dung dịch khoan hoặc ống chống hỗ trợ. Tài liệu không đưa ra kết luận hoàn thành toàn bộ thành giếng trong điều kiện không có nguồn nước; phương thức tổ chức nguồn nước vẫn nên được quy hoạch riêng theo kết cấu thân giếng.

Bốn loại mục tiêu cần đối chiếu trọng điểm những gì

Một số điểm dễ nhầm lẫn

• 600 m là giới hạn độ sâu khoan tối đa, không phải độ sâu giếng mặc định của mỗi giếng; độ sâu giếng thực tế nên lấy điều kiện địa chất thủy văn và tầng chứa nước mục tiêu làm chuẩn.
• Lực nâng 37 T là giới hạn năng lực, không phải biện pháp xử lý lực cản nâng cần trong lỗ sâu; khi xuất hiện lực cản bất thường nên đánh giá trạng thái trong lỗ trước.
• Động cơ diesel 132 kW cung cấp động lực cho quay, tiến, tời và hệ thống phụ trợ; khi thi công đá cứng hoặc lỗ sâu thời gian dài, tần suất bảo dưỡng làm mát động cơ, lọc khí và hệ thống nhiên liệu cần được sắp xếp riêng trong phương án; công trường nhiều bụi nên tăng tần suất vệ sinh lõi lọc và két tản nhiệt.
• Mô-men xoắn hai chế độ 15000/7500 N·m tương ứng hai cấp tốc độ 70/140 r/min; tốc độ thấp mô-men xoắn cao dùng cho đường kính lỗ lớn, đá cứng và đoạn lỗ lực cản cao; cấp tốc độ cao dùng cho địa tầng ổn định lực cản nhỏ hơn; trong thi công nên điều chỉnh động theo tải quay, mùn trào về và trạng thái dụng cụ khoan.

Thông số kỹ thuật chính

Nội dung tài liệu chưa bao gồm: hiệu suất tiến thực tế dưới các tầng đá khác nhau, giá trị tham khảo chu kỳ thành giếng một giếng, cách điều chỉnh thông số làm sạch lỗ cụ thể cho tầng chứa nước mạnh và đoạn phun nước, cũng như yêu cầu nhiệt độ, môi trường tuần hoàn và trám xi măng của lỗ khoan điều tra địa nhiệt. Những nội dung này cần kết hợp tài liệu địa chất thủy văn dự án cụ thể, thiết kế thân giếng hoặc xác nhận bằng văn bản với nhà sản xuất và bên dự án, không thể suy đoán từ bài viết này.