Khi xem tài liệu của một giàn khoan giếng nước kiểu kéo, điều đầu tiên nhìn thấy là bảng độ sâu khoan, đường kính lỗ khoan và tốc độ quay; nhưng việc những hệ thống nào được lắp chung trên khung gầm cũng quyết định thiết bị này phù hợp nhận loại dự án nào. Bài viết này bắt đầu từ đặc điểm cấu trúc "bố trí tích hợp trên khung gầm kéo", trước tiên giải thích nó tương ứng với những loại vấn đề vận hành nào, sau đó kết hợp với tài liệu công khai của WRTR600 để giải thích tại sao những bố trí này ảnh hưởng đến định vị dự án, cuối cùng liệt kê những điều kiện mà tài liệu chưa đề cập và cần được xác nhận trước khi khởi công.
Trước tiên xem trên khung gầm thực sự tích hợp những gì
Tài liệu công khai của WRTR600 ghi rõ, thiết bị bố trí tập trung máy phát điện diesel, bơm bùn 3NB-130, bàn quay, tời đôi, tháp khoan, chân chống và cơ cấu tháo khớp phụ trợ trên khung gầm kéo. Đối với tổ chức hiện trường, điều này có nghĩa là nguồn động lực, hệ thống tuần hoàn và cơ cấu nâng quay không được vận chuyển riêng từng xe rồi lắp ráp tại chỗ, mà được vận chuyển và triển khai như một tổng thể cùng khung gầm.
Giá trị của kiểu bố trí này không nằm ở một thông số đơn lẻ nào, mà ở việc nó giảm bớt những công đoạn chờ đợi giữa các quy trình: đấu dây nối ống giữa động lực và bơm bùn, định vị tháp khoan và khung gầm, vị trí tương đối giữa tời và bàn quay, đều được xác định ở giai đoạn bố trí xuất xưởng, tại hiện trường chủ yếu đối mặt với việc kéo đến vị trí, cân chỉnh chân chống, dựng tháp và kết nối đường ống tuần hoàn.
Các loại mục tiêu vận hành tương ứng với bố trí tích hợp
Các ứng dụng điển hình được liệt kê trong tài liệu bao gồm giếng nước sâu, giếng địa nhiệt, điều tra địa chất thủy văn, thăm dò địa chất thông thường và một số khoan công trình nền móng. Đặt những mục đích sử dụng này trở lại bố trí tích hợp để xem, có thể hiểu định vị của thiết bị này nghiêng về vận hành lỗ khoan trung sâu "tự thành hệ thống, có thể chuyển toàn bộ", chứ không phải thiết bị chuyên dụng cho một quy trình đơn lẻ.
Vị trí lỗ khoan xa xôi không có lưới điện ổn định
Thiết bị tích hợp tổ máy phát điện diesel SCGC-200kW, điện áp định mức 380 V, dòng điện định mức 360 A, tần số 50 Hz, có thể cấp điện cho bơm bùn, bơm dầu thủy lực và thiết bị điện phụ trợ. Đối với giếng nước thôn xã, giếng tưới nông nghiệp và điểm điều tra địa nhiệt xa xôi, điều kiện điện lực thường là vấn đề cần giải quyết trước khi khởi công; bố trí tổ máy phát điện cùng toàn máy tương đương với việc thu công việc tiền kỳ "điện từ đâu đến" vào bản thân thiết bị.
Bơm dùng cho tuần hoàn bùn và bảo vệ thành lỗ đi theo xe
Bơm bùn 3NB-130 có lưu lượng quy định 8,4–16,6 L/s, áp suất làm việc định mức 5–10 MPa, được dẫn động bằng động cơ 90 kW. Tuần hoàn bùn đảm nhận việc mang mùn khoan, làm mát mũi khoan, giữ ổn định thành lỗ và kiểm soát áp suất trong giếng. Trong tầng đất, đất sét và lớp phủ mềm, độ nhớt bùn cần được điều chỉnh theo độ thấm của địa tầng, đường kính lỗ khoan và tình trạng hồi bùn; đối với tầng cát, tầng sỏi thì cần xem xét kết hợp ống chống tạm thời hoặc hạ ống chống theo cấp. Những quy trình này đều phụ thuộc vào khả năng sẵn sàng liên tục của bơm và đường ống, tích hợp trên khung gầm giảm bớt công đoạn kết nối tại chỗ giữa bơm, điện và đường ống.
Quay lỗ khoan sâu và xử lý dụng cụ khoan
Bàn quay cung cấp ba cấp tốc độ 38 / 57 / 85 r/min, tương ứng mô-men xoắn lý thuyết khoảng 13,8 / 9,2 / 6,2 kN·m. Cấp tốc độ thấp có mô-men xoắn cao hơn, phù hợp với đường kính lỗ khoan lớn hơn, dụng cụ khoan nặng và địa tầng có lực cản lớn; tốc độ quay cao hơn phù hợp với giai đoạn lực cản nhỏ hơn. Tời chính có lực kéo một dây 40 kN, tời phụ có lực kéo một dây 30 kN, đầu xoay nước có tải trọng tối đa 30 T, đường kính trong 63,5 mm. Khi độ sâu lỗ khoan tăng lên, trọng lượng bản thân cột khoan và ma sát thành lỗ tăng lên, sự phối hợp giữa đầu xoay nước, tời, cần vuông và cần khoan đáng được quan tâm hơn giá trị lực nâng đơn lẻ.
Hình thức tháp khác nhau, lựa chọn vận chuyển và hiệu quả của bố trí tích hợp cũng khác nhau
Thiết bị này cung cấp hai phiên bản tháp ngắn và tháp dài, khác biệt không chỉ ở chiều cao mà còn ở kích thước vận chuyển và số lần nối cần.
| Hạng mục | Phiên bản tháp ngắn | Phiên bản tháp dài |
|---|---|---|
| Chiều cao hiệu dụng tháp khoan | 12 m | 15 m |
| Cần vuông | 108 × 108 × 7500 mm | 108 × 108 × 10500 mm |
| Cần khoan | Ø89 × 10 × 5500 mm | Ø89 × 10 × 9000 mm |
| Kích thước vận chuyển | khoảng 15100 × 2480 × 4100 mm | khoảng 16630 × 2480 × 4100 mm |
Tháp ngắn có lợi hơn cho vận chuyển và thích ứng mặt bằng, tháp dài có thể giảm số lần nối cần, nâng cao hiệu quả khoan liên tục lỗ sâu. Lựa chọn này cần kết hợp với bản thân dự án: dự án có độ sâu lỗ khoan không quá lớn, công trường phân tán và điều kiện đường sá bình thường, phiên bản tháp ngắn có chiều dài vận chuyển ngắn hơn; dự án có độ sâu lỗ khoan lớn hơn, thời gian khoan liên tục một lỗ dài, tháp dài giảm số lần nối cần mang lại thay đổi quy trình rõ rệt hơn. Trước khi thi công liên vùng, dù là phiên bản nào, đều nên xác nhận chiều rộng đường, bán kính quay vòng, khả năng chịu tải của cầu, giới hạn chiều cao và yêu cầu quản lý vận chuyển kiểu kéo tại địa phương.
Xét từ định vị dự án, thiết bị này phù hợp với điều kiện nào
Đặt bố trí tích hợp và thi công liên tục đa công trường cạnh nhau để xem, định vị của WRTR600 nghiêng về các loại dự án sau: giếng cấp nước thôn xã và giếng tưới nông nghiệp có tầng chứa nước mục tiêu tương đối sâu, một giếng cần đường kính tạo lỗ trong phạm vi 500 mm; điều tra địa nhiệt xa xôi và giếng địa nhiệt độ sâu trung bình thiếu lưới điện ổn định, cần tự mang động lực; và nhà thầu khoan công trình có vị trí lỗ khoan phân tán, mong muốn chuyển toàn bộ thiết bị.
Ngược lại, nếu dự án chỉ cần lỗ khoan nông, đường kính nhỏ, vị trí giếng tập trung và điều kiện lưới điện tốt, kết cấu kéo tích hợp máy phát điện và bơm bùn mang lại trọng lượng toàn máy và kích thước vận chuyển có thể không phải là ưu thế, lúc này nên so sánh các hình thức kết cấu khác.
Tích hợp không có nghĩa là có thể bỏ qua điều kiện hiện trường
Dù trên khung gầm được trang bị đầy đủ đến đâu, việc vào công trường và triển khai vẫn phụ thuộc vào hiện trường. Kích thước vận chuyển được đưa ra trong tài liệu cho thấy toàn máy khi lên đường có một ngưỡng cơ bản, thực tế có thể đi qua đường làng, bờ ruộng, cầu cống hay không cần được đối chiếu từng đoạn theo xe kéo và tuyến đường. Khi dựng tháp phải xác nhận phía trên không có đường dây trên không và chướng ngại vật; khi tuần hoàn bùn cần chú ý đường ống áp lực cao, áp suất bơm và rò rỉ; nhân viên không được đứng dưới dụng cụ khoan đang treo hoặc gần dụng cụ khoan đang quay.
Về địa tầng, địa tầng đá phong hóa và hỗn hợp đất đá có sự thay đổi cứng mềm rõ rệt, có thể tùy theo tình hình thực tế chọn mũi khoan chóp xoay, mũi khoan cánh cào hoặc dụng cụ khoan quay khác, đồng thời kết hợp điều chỉnh tốc độ quay bàn quay, mô-men xoắn và lưu lượng bơm bùn. Độ sâu khoan và đường kính lỗ khoan thực tế sẽ bị ảnh hưởng bởi địa tầng, dụng cụ khoan, tuần hoàn bùn, thiết kế ống chống và lực cản trong lỗ, 600 m và 500 mm được ghi trong tài liệu là giới hạn năng lực thiết bị, không phải mục tiêu thi công của mỗi dự án.
Những vấn đề cần xác nhận ở giai đoạn chọn loại
- Yêu cầu quản lý về chiều rộng đường, giới hạn chiều cao, khả năng chịu tải của cầu và vận chuyển kiểu kéo tại địa điểm dự án, đặc biệt là liệu chiều dài vận chuyển 16630 mm của phiên bản tháp dài có thể đi qua hay không.
- Độ sâu tầng chứa nước mục tiêu và kết cấu hoàn thành giếng, dùng để đánh giá liệu độ sâu khoan 600 m và lỗ thông bàn quay 500 mm có bao phủ thiết kế lỗ khoan cuối hay không, chứ không phải trực tiếp cấu hình theo giới hạn trên.
- Quy trình khoan và phương án bùn tương ứng với tổ hợp địa tầng, liệu tầng rời rạc có cần ống chống tạm thời hoặc hạ ống chống theo cấp hay không.
- Nếu dự án cần lấy mẫu lõi liên tục chất lượng cao, nên xem xét riêng giàn khoan lấy lõi chuyên dụng, tài liệu của WRTR600 mô tả là điều tra địa chất thủy văn và khoan địa tầng thông thường, chưa đề cập khả năng lấy lõi liên tục.
- Mặc dù điện tại hiện trường được cung cấp bởi tổ máy phát điện tích hợp, nhưng dự trữ nhiên liệu, bảo trì máy phát điện và kiểm tra hệ thống điện vẫn cần được đưa vào chuẩn bị khởi công.
Bố trí tích hợp là một cách suy nghĩ đưa công đoạn tiến lên trước vào thiết bị, nó thay đổi số lượng khâu cần kết nối tại hiện trường khi khởi công, chứ không phải bản thân điều kiện trong lỗ khoan. Khi đối chiếu nó với dự án cụ thể, vẫn phải quay lại kiểm tra từng mục độ sâu giếng, đường kính lỗ khoan, địa tầng và tuyến đường vào công trường.