Sau khi hoàn thành lập bản đồ mặt đất và khảo sát lỗ khoan nông cho một mỏ, tiếp theo cần khoan một loạt lỗ lấy mẫu lõi trung bình đến sâu. Vị trí lỗ khoan thường phân tán giữa vài phân đoạn mỏ, khoảng cách di chuyển mỗi lần không dài, nhưng chiều rộng đường, bán kính góc cua, kích thước bệ thay đổi liên tục; hướng tuyến thăm dò lại quyết định nhiều lỗ cần khoan xiên. Đội thi công lúc này sẽ cân nhắc: dùng giàn khoan lõi bánh xích tích hợp liệu có thể giảm bớt các khâu chuyển vị trí như tháo lắp, kết nối, cẩu lắp, hay vẫn phải tổ chức vận chuyển và lắp ráp theo thiết bị phân thể. Vấn đề này không thể chỉ nhìn vào cột độ sâu khoan, mà phải đối chiếu phương thức chuyển vị trí, thông số lấy mẫu lõi, góc khoan xiên và năng lực xử lý trong lỗ khoan trong cùng một nhóm điều kiện.
Trước tiên xem xét các ràng buộc thực tế trong điều kiện chuyển vị trí thường xuyên
Chuyển vị trí thường xuyên không đơn thuần là "đổi nhiều vị trí lỗ khoan". Đối với giàn khoan lấy mẫu lõi, một lần chuyển vị trí ít nhất liên quan đến bốn việc: thiết bị có thể tự di chuyển hoặc di chuyển quãng ngắn không, chiều cao và trọng lượng ở trạng thái vận chuyển có phù hợp điều kiện đường sá không, vị trí lỗ khoan mới có thể triển khai cột khoan và san phẳng bệ không, sau khi đến vị trí có cần bố trí lại cần khoan và dụng cụ miệng lỗ không. Vị trí lỗ khoan càng phân tán, bốn việc này càng bị lặp lại nhiều lần, khối lượng lắp ráp và kết nối đường ống mỗi lần của thiết bị phân thể càng dễ bị khuếch đại.
Đồng thời, bản thân công tác lấy mẫu lõi còn có ràng buộc về quy trình: độ sâu lỗ khoan dự kiến nằm ở cấp thông số lấy mẫu lõi nào, có cần khoan xiên không, địa tầng có xen kẽ đới phá hủy không, tuần hoàn dung dịch khoan có thể trả về ổn định không. Năng lực chuyển vị trí chỉ là một khía cạnh, không thể thay thế đánh giá về quy trình trong lỗ khoan.
Bố trí tích hợp tương ứng với những khâu công việc nào
Tài liệu của CR600I tích hợp hệ thống động lực, hệ thống thủy lực, đầu động lực, cột khoan và cơ cấu tiến dao, bộ kẹp, tời cáp, hệ thống tuần hoàn dung dịch khoan và cơ cấu di chuyển bánh xích trên cùng một nền tảng. Kết cấu này tương ứng với khâu "lắp ráp và kết nối" trước và sau khi chuyển vị trí: thiết bị phân thể cần cẩu lắp lại máy chính, kết nối đường ống thủy lực và đường ống dung dịch khoan tại mỗi vị trí lỗ khoan, thiết bị tích hợp đưa các kết nối này lên giai đoạn sản xuất, tại hiện trường chủ yếu xử lý việc vào vị trí, điều chỉnh tư thế và chuẩn bị miệng lỗ.
Nhưng máy tích hợp đưa khối lượng lắp đặt lên trước không có nghĩa là tổng khối lượng công việc biến mất. Kích thước tổng thể, trọng lượng và trọng tâm ở trạng thái vận chuyển vẫn phải kiểm tra từng đoạn theo điều kiện đường sá; sau khi đến vị trí lỗ khoan, khung gầm bánh xích có thể hỗ trợ ổn định không, bệ có được san phẳng không, địa hình dốc có cần hỗ trợ thêm không, đều vẫn phải bố trí theo điều kiện hiện trường.
Khung gầm bánh xích và cột khoan gấp gọn mỗi bộ phận quản lý khâu nào
Trong tài liệu, khung gầm bánh xích được mô tả là có độ ổn định mạnh, lực kéo lớn, khả năng thích ứng tốt hơn với nền đất mềm, phù hợp với đường mòn khu mỏ, vùng núi, đồi, đường đá dăm và các tình huống cần thường xuyên chuyển vị trí lỗ khoan. Đối chiếu với vận hành thực tế, nó quản lý việc di chuyển quãng ngắn và vào vị trí giữa các lỗ khoan, chứ không thay thế vận chuyển đường bộ. Chuyển vị trí đường dài vẫn cần xe vận chuyển, di chuyển bánh xích chỉ phát huy tác dụng trong khu vực hoặc giữa các lỗ khoan liền kề.
Cột khoan gấp gọn tương ứng với chiều cao ở trạng thái vận chuyển và độ khó chuyển vị trí. Sau khi gấp, cột khoan giảm chiều cao vận chuyển, có lợi cho việc vượt qua giới hạn chiều cao đường và lối vào khu vực; sau khi triển khai, hành trình tiến dao 1,9 m, có thể xử lý cần khoan 1,5 m, lực tiến dao 42 kN, lực nâng 130 kN. Các giá trị này thể hiện chiều dài đẩy một lần và năng lực nâng trong lỗ khoan, khi chọn loại cần xem xét cùng với chiều dài cần khoan dự định sử dụng, độ sâu lỗ khoan và ma sát trong lỗ khoan, không thể chỉ dựa vào một hạng mục gấp cột khoan để đánh giá việc chuyển vị trí có nhẹ nhàng hay không.
Mối quan hệ tương ứng giữa bố trí lỗ khoan xiên và thông số lấy mẫu lõi
Tài liệu ghi rõ CR600I hỗ trợ góc khoan 45°–90°, có thể thi công lỗ khoan thẳng đứng và lỗ khoan xiên. Đối với thân quặng nghiêng, thân quặng mạch, cấu tạo đứt gãy và đới biến đổi, việc lựa chọn hợp lý góc xiên lỗ khoan là để tăng xác suất xuyên qua mục tiêu, tránh hướng khoan quá song song với hướng thân quặng. Trong các dự án chuyển vị trí thường xuyên, lỗ khoan xiên còn tăng thêm một việc: mỗi vị trí lỗ khoan đều phải điều chỉnh tư thế cột khoan theo góc thiết kế, việc này tốn thêm thời gian điều chỉnh và kiểm tra so với lỗ khoan thẳng đứng.
Về thông số độ sâu khoan, tài liệu đưa ra giá trị tham khảo là cỡ B 800 m, cỡ N 600 m, cỡ H 300 m. Ba con số này tương ứng với các loại cần khoan và hệ thống lấy mẫu lõi khác nhau, không thể hiểu thay thế cho nhau. Độ sâu khoan thực tế đạt được còn chịu ảnh hưởng của góc khoan, tính nguyên vẹn của địa tầng, trọng lượng cần khoan, dụng cụ trong lỗ khoan, tính năng dung dịch khoan, độ ổn định thành lỗ khoan và phương thức vận hành. Độ sâu lỗ khoan dự kiến nằm ở cấp thông số nào cần xác định trước, sau đó mới đánh giá thiết bị này có nằm trong phạm vi tương ứng không.
Điều kiện phụ trợ của động lực, dung dịch khoan và tời cáp
Thiết bị sử dụng động cơ diesel 4 xi-lanh tăng áp phun trực tiếp 3,9 L loại 4BTA3.9, công suất định mức 97 kW, tốc độ định mức 2200 rpm, làm mát bằng nước, hệ thống điện 24 V. Bơm chính có lưu lượng tham khảo 220 L/min, áp suất 20 MPa, bơm phụ có lưu lượng tham khảo 60 L/min, áp suất 17 MPa, phương thức làm mát là làm mát bằng gió. Các cấu hình này tương ứng với nhu cầu phối hợp làm việc của đầu động lực, tiến dao, cột khoan, di chuyển và cơ cấu phụ trợ, nhưng thi công liên tục ngoài trời còn phải xem xét tiếp nhiên liệu, môi trường tản nhiệt và kiểm soát ô nhiễm dầu thủy lực. Tài liệu đề cập chức năng lọc áp suất cao dùng để giảm mài mòn của chất ô nhiễm trong dầu thủy lực đối với bơm, van và phần tử chấp hành, đây là điều kiện bảo trì, không phải khâu có thể bỏ qua tại hiện trường.
Hệ thống dung dịch khoan có lưu lượng tham khảo 100 L/min, áp suất 7 MPa, tốc độ 360 rpm, công suất 14 kW. Khi vào đới phá hủy, tầng phong hóa mạnh, đới nứt nẻ hoặc tầng thất thoát, tình hình trả về của dung dịch sẽ thay đổi, cần điều chỉnh độ nhớt, lưu lượng và biện pháp bảo vệ thành lỗ. Trong các dự án chuyển vị trí thường xuyên, vật liệu dung dịch khoan, điều kiện khuấy trộn và xử lý dung dịch thải cũng phải đi theo vị trí lỗ khoan, khối lượng công việc này không được khung gầm tích hợp tiết kiệm.
Tời cáp sử dụng dây cáp thép 6 mm, dung lượng chứa cáp 800 m, lực nâng 11 kN, tốc độ nâng 98 m/min. Lấy mẫu lõi bằng cáp giảm thời gian phụ trợ không cần nâng toàn bộ cần khoan để thu hồi ống trong, phù hợp với lấy mẫu lõi liên tục lỗ khoan trung bình đến sâu. Nhưng dung lượng chứa cáp và lực nâng phải phù hợp với độ sâu lỗ khoan dự kiến, thông số cần khoan, vượt quá phạm vi tương ứng thì không thể suy trực tiếp từ giá trị tham khảo trong tài liệu.
Những điều kiện nào đẩy thiết bị này ra ngoài ranh giới
Theo tài liệu, CR600I có định vị là giàn khoan lõi bánh xích thủy lực tích hợp cấp 600 m, hướng đến lấy mẫu lõi lỗ khoan trung bình đến sâu trên mặt đất. Ưu thế kết cấu của nó tập trung ở tích hợp tổng thể, cơ động bánh xích và triển khai nhanh tại hiện trường, phù hợp với khu mỏ, vùng núi, đồi, đường rừng và các dự án thăm dò cần thường xuyên chuyển vị trí. Nhưng các trường hợp sau cần xác minh riêng, không thể chỉ dựa vào ba chữ "tích hợp" để đánh giá:
- Khi chiều rộng đường vận chuyển, độ dốc, bán kính góc cua, khả năng chịu tải của cầu cống không phù hợp với kích thước tổng thể ở trạng thái vận chuyển, di chuyển bánh xích không giải quyết được vấn đề vận chuyển đường bộ;
- Khi kích thước bệ vị trí lỗ khoan không đủ hoặc địa hình dốc không thể san phẳng, khung gầm bánh xích không thể thay thế hỗ trợ đáng tin cậy, tài liệu nêu rõ không được chỉ dựa vào ma sát giữa bánh xích và mặt đất để duy trì ổn định thiết bị;
- Khi độ sâu lỗ khoan dự kiến vượt quá giá trị tham khảo của cấp thông số lấy mẫu lõi tương ứng, hoặc góc khoan, điều kiện địa tầng làm độ sâu khoan thực tế thấp hơn giá trị tham khảo, cần đánh giá lại theo điều kiện trong lỗ khoan;
- Khi vật liệu dung dịch khoan, tiếp nhiên liệu và xử lý dung dịch thải không được bố trí theo vị trí lỗ khoan, tần suất chuyển vị trí càng cao, các khâu phụ trợ càng dễ kéo chậm nhịp khoan;
- Khi cần điều khiển từ xa không dây, tài liệu nêu rõ đây là hạng mục tùy chọn, và điều khiển từ xa không thể thay thế quản lý an toàn hiện trường, vẫn cần thiết lập phạm vi cảnh giới, chỉ huy thống nhất và xác nhận không có người xung quanh thiết bị trước khi vận hành.
Những ranh giới này không phủ nhận giá trị của thiết bị trong điều kiện chuyển vị trí, mà là giải thích "chuyển vị trí thường xuyên" chỉ là một manh mối để chọn loại. Thông số độ sâu lỗ khoan, tỷ lệ lỗ khoan xiên, điều kiện đường sá và mức độ chuẩn bị bệ, cùng nhau quyết định thiết bị tích hợp có thể tiết kiệm bao nhiêu khối lượng công việc, và sẽ yêu cầu đơn vị thi công bố trí riêng ở những khâu nào.
Những việc đáng xác nhận từng mục trước khi khởi công
Nếu đang so sánh loại thiết bị này, nên đưa các thông tin sau ra giấy trước: mối quan hệ tương ứng giữa độ sâu lỗ khoan dự kiến và cấp thông số lấy mẫu lõi, tỷ lệ lỗ khoan xiên và phạm vi góc thiết kế, điều kiện đường sá giữa các vị trí lỗ khoan và kích thước ở trạng thái vận chuyển, kích thước bệ và khả năng chịu tải mặt đất của từng vị trí lỗ khoan, phương thức tiếp nhiên liệu và dung dịch khoan, thông số cần khoan và ống chống có phù hợp với đường kính lỗ thông 127 mm của bộ kẹp và các hệ thống cần khoan phổ biến như NQ, HQ, PQ, NTW, HTW không. Các thông số cụ thể về kích thước vận chuyển, phân bố trọng lượng tổng thể và hiệu suất độ sâu khoan thực tế dưới các địa tầng khác nhau mà tài liệu chưa đề cập, cần xác nhận riêng với nhà sản xuất hoặc kỹ thuật viên hiện trường. Trước khi các điều kiện này chưa được làm rõ, không nên đánh đồng "tích hợp" với "chuyển vị trí không gánh nặng".