Khi một cánh đồng nông nghiệp hoặc vườn cây ăn quả cần khoan liên tục nhiều giếng tưới, đội thi công thường không so sánh một giếng khoan được sâu bao nhiêu, mà quan tâm trong một ngày có bao nhiêu thời gian dành cho việc nối tháo cần khoan. Với độ sâu giếng tương tự và đường kính lỗ khoan tương tự, thiết bị có số lần nối cần nhiều sẽ làm thời gian phụ trợ tăng lên theo từng giếng. Để đánh giá một thiết bị có thể giảm nối cần trong dự án giếng tưới liên tục hay không, trước tiên cần chia nhỏ "giảm nối cần" thành các điều kiện cụ thể, sau đó xem trong tài liệu thiết bị có những thông số nào tương ứng.
Tần suất nối cần do đâu quyết định
Số lần nối cần không phải là một chỉ tiêu độc lập, mà ít nhất chịu ảnh hưởng đồng thời của ba yếu tố: chiều dài một cần khoan, hành trình đẩy hiệu quả một lần của tháp khoan và độ sâu lỗ khoan. Sau khi độ sâu lỗ khoan được xác định, cần khoan càng ngắn, hành trình càng ngắn thì số lần nối tháo càng nhiều; nếu kéo dài cần khoan nhưng hành trình tháp khoan không theo kịp thì ưu thế của cần khoan dài cũng không phát huy được. Vì vậy, thảo luận về "giảm nối cần" thực chất là thảo luận về sự phối hợp giữa chiều dài cần khoan và hành trình đẩy.
- Chiều dài cần khoan quyết định một cần có thể bao phủ bao nhiêu độ sâu lỗ khoan;
- Hành trình đẩy một lần quyết định đầu động lực có thể đẩy được bao xa mà không cần đổi hướng;
- Khi hai yếu tố này phù hợp với nhau, số lần nối tháo cần khoan mới thực sự giảm.
Một số ràng buộc thực tế của dự án giếng tưới liên tục
Dự án giếng tưới có một số đặc điểm khác với giếng cấp nước đơn lẻ, và những đặc điểm này ảnh hưởng đến việc lựa chọn thiết bị. Thứ nhất, vị trí giếng phân tán trên diện tích lớn cánh đồng nông nghiệp, vườn cây ăn quả, vườn ươm hoặc khu nhà kính, thiết bị phải di chuyển giữa nền đất mềm và đường đồng ruộng. Thứ hai, độ sâu từng giếng phần lớn nằm trong phạm vi thông thường, không cần khoan đến lỗ siêu sâu, nhưng số lượng giếng nhiều và yêu cầu nhịp độ liên tục. Thứ ba, nhân lực của đội thi công thường hạn chế, nếu các công việc lặp lại như nối cần, vận chuyển cần đều dựa vào sức người thì cường độ sẽ tích tụ.
Những ràng buộc này đều hướng đến cùng một mục tiêu: giảm thao tác phụ trợ cho mỗi giếng có ý nghĩa thực tế hơn là chỉ theo đuổi một năng lực giới hạn nào đó. Cần lưu ý rằng, những gì mô tả ở đây là đặc điểm vận hành chung của giếng tưới liên tục, không phải ghi chép thi công của một dự án cụ thể.
Một số mục trong tài liệu WR300SEL liên quan trực tiếp đến nối cần
WR300SEL là máy khoan giếng bánh xích hành trình dài cấp 300 mét, trong tài liệu công khai có hai mục liên quan trực tiếp đến "giảm nối cần": một là chiều dài đẩy một lần 6,6 mét, hai là có thể lắp cần khoan dài tối đa 6 mét. Tài liệu cũng ghi rõ dòng máy này tương thích với cần khoan 1,5 mét, 2 mét, 3 mét và 6 mét, đường kính cần khoan có thể chọn 76, 89, 102 milimét. Độ sâu khoan tối đa 300 mét, đường kính lỗ khoan 140–325 milimét.
Đặt các mục này cạnh nhau: đẩy một lần 6,6 mét, dài hơn chiều dài một cần của cần khoan 6 mét, có nghĩa là khi sử dụng cần khoan 6 mét, đầu động lực có thể đẩy hết một cần trong một hành trình, thao tác nối cần tập trung vào khâu kết nối cần khoan chứ không bị hành trình cắt thành nhiều lần. Định vị của tài liệu đối với dòng máy này là "hành trình dài, ít nối cần, hiệu quả khoan liên tục cao hơn", điều này phù hợp với nhu cầu giảm thời gian phụ trợ của giếng tưới liên tục.
| Mục tài liệu | Giá trị hoặc phạm vi | Vấn đề vận hành tương ứng |
|---|---|---|
| Chiều dài đẩy một lần | 6,6 m | Chiều dài khoan mà đầu động lực có thể bao phủ trong một hành trình |
| Chiều dài cần khoan tương thích | 1,5–6 m | Rút ngắn cần khoan khi mặt bằng hạn chế, dùng cần dài khi thi công liên tục |
| Độ sâu khoan tối đa | 300 m | Bao phủ phạm vi độ sâu giếng tưới thông thường |
| Đường kính lỗ khoan | 140–325 mm | Tương ứng yêu cầu đường kính thành giếng |
| Lực nâng | 18 T | Nâng hạ cột cần khoan tăng theo độ sâu lỗ khoan |
Tại sao phải xem hành trình và cần khoan cùng nhau
Chỉ nhấn mạnh tháp khoan dài, hành trình lớn dễ bỏ qua cấu hình cần khoan. Nếu tại hiện trường vì lý do vận chuyển hoặc mặt bằng mà dùng cần khoan 3 mét, thì dù hành trình thiết bị là 6,6 mét, một cần chỉ có 3 mét, số lần nối cần vẫn tính theo 3 mét một cần. Ngược lại, bản thân cần khoan 6 mét cũng cần tháp khoan có đủ không gian mở rộng và chiều cao nâng hạ cần. Tài liệu WR300SEL ghi rõ đẩy một lần 6,6 mét có thể trực tiếp sử dụng cần khoan dài tối đa 6 mét, sự phối hợp này là điểm khác biệt của nó so với dòng máy hành trình tiêu chuẩn; nhưng đây là điều kiện ở cấp cấu hình thiết bị, việc thực tế có thể dùng cần khoan 6 mét hay không còn phải xem khoảng không mặt bằng và bố trí vận chuyển.
Các điều kiện phối hợp khác do hành trình dài mang lại
Giảm nối cần không phải không có cái giá của nó. Tài liệu đưa ra một số lưu ý sử dụng cho phiên bản hành trình dài: tháp khoan hành trình dài và cần khoan 6 mét có yêu cầu cao hơn về khoảng không mặt bằng, vận chuyển cần khoan và độ ổn định thiết bị; trước khi khoan phải xác nhận không gian mở rộng tháp khoan, khả năng chịu lực của nền đất và lực tác động lên chân chống, khi sử dụng cần khoan dài phải tránh chịu lực ngang. Trọng lượng tham khảo toàn máy khoảng 8 tấn, kích thước ngoài khoảng 5900×1850×2200 milimét, trước khi vận chuyển phải xác nhận chiều dài xe, điểm cố định xếp hàng và không gian quay đầu tại mặt bằng. Những điều kiện này thường có thể đáp ứng ở nơi mặt bằng tương đối rộng như cánh đồng nông nghiệp, vườn cây ăn quả, nhưng vẫn cần triển khai theo từng dự án.
Ngoài ra, tài liệu cho biết mô-men xoay 5700–7500 N·m, tốc độ quay 40–70 r/min, có thể phối hợp với búa khoan khí nén để khoan trong các tầng đất đá phong hóa, đá vôi, đá cát, đá granit; áp suất làm việc tham khảo khi khoan bằng búa khoan khí nén là 1,7–3,0 MPa, lưu lượng khí tiêu thụ 17–36 m³/min, máy nén khí cần đồng thời đáp ứng áp suất và lưu lượng. Nếu phần trên của giếng tưới có tầng đất rời dày, tài liệu đề cập có thể cần dung dịch khoan, ống chống hoặc các biện pháp ổn định lỗ khoan khác, giai đoạn phối hợp cần xem xét trước phương án bơm dung dịch và ống chống. Những điều này đều nằm ngoài việc giảm nối cần nhưng cũng ảnh hưởng đến thi công liên tục.
Giới hạn áp dụng và các vấn đề cần xác nhận
Độ sâu khoan cấp 300 mét của WR300SEL phù hợp với nhiều giếng tưới thông thường và dự án cấp nước nông thôn, nhưng nếu độ sâu giếng quy hoạch của dự án rõ ràng vượt quá 300 mét, hoặc đường kính thành giếng vượt quá phạm vi 140–325 milimét, tài liệu của thiết bị này không còn bao phủ, cần đánh giá riêng. Tương tự, ưu thế hành trình dài chủ yếu thể hiện trong khoan liên tục sử dụng cần khoan 6 mét; nếu điều kiện mặt bằng buộc phải dùng cần khoan ngắn, ưu thế này sẽ bị giảm bớt.
Thông tin tài liệu chưa cung cấp bao gồm: thời gian tiết kiệm nối cần thực tế trong tầng đất đá cụ thể, số giếng hoàn thành mỗi ngày, mức tiêu thụ nhiên liệu và yêu cầu bố trí nhân lực. Những điều này không thể suy ra từ các thông số hiện có, cần xác nhận riêng ở cấp dự án kết hợp với tầng đất đá, dụng cụ khoan và tổ chức thi công. Việc giếng tưới liên tục có phù hợp lựa chọn thiết bị hành trình dài hay không cuối cùng phụ thuộc vào việc các điều kiện như phạm vi độ sâu giếng, khoảng không mặt bằng, điều kiện vận chuyển và phương thức tổ chức đội thi công có đồng thời được đáp ứng hay không.