Trong tài liệu sản phẩm WRTR1000 có hai con số thường được trích dẫn song song: độ sâu khoan cấp 1000 m và mô-men xoay tối đa bàn quay 25 kN·m. Chúng trông giống như các "chỉ số năng lực", nhưng không mô tả cùng một sự việc. Độ sâu khoan mô tả phạm vi độ sâu lỗ khoan mà thiết bị dự kiến đáp ứng, còn mô-men xoay mô tả giới hạn khả năng truyền chuyển động quay của bàn quay cho bộ dụng cụ khoan tại miệng lỗ. Hiểu 25 kN·m như "mô-men xoay có thể khoan tới 1000 m", hoặc ngược lại dùng độ sâu khoan để đánh giá mô-men xoay có đủ hay không, đều là trộn lẫn hai ngôn ngữ. Dưới đây chỉ dựa trên tài liệu công khai của trang này để giải thích con số 25 kN·m nằm ở khâu nào của toàn máy, cùng với những thông số nào để tạo thành giá trị, và những phần mà bản thân tài liệu chưa đủ để đánh giá.
25 kN·m xuất hiện ở khâu nào
WRTR1000 là máy khoan giếng nước kiểu bàn quay, loại kéo theo, cấp 1000 m, cơ cấu quay là bàn quay, mô-men xoay tối đa bàn quay 25 kN·m, với bốn cấp tốc độ: 37 / 52 / 84 / 145 r/min. Giá trị mô-men xoay này mô tả khả năng dẫn động quay bộ dụng cụ khoan của bàn quay, thuộc giới hạn đầu ra phía thiết bị, không phải năng lực khoan nhất định đạt được trong một điều kiện địa tầng nào đó, cũng không phải kết quả quy đổi từ độ sâu hoàn thành giếng hay đường kính lỗ khoan.
Trên cùng một thiết bị, giới hạn mô-men xoay không tự động thay đổi theo độ sâu lỗ khoan. Điều thực sự thay đổi trong lỗ sâu là trọng lượng bản thân cột khoan, ma sát giữa dụng cụ khoan và thành lỗ, trạng thái hồi dung dịch và lực cản đáy lỗ. Những yếu tố này quyết định mô-men xoay cần thiết tại thời điểm đó, chứ không phải bàn quay có thể cung cấp bao nhiêu mô-men xoay.
Bốn cấp tốc độ và 25 kN·m là hai biểu hiện của cùng một kết cấu
Mô-men xoay tối đa và các cấp tốc độ của bàn quay đến từ cùng một cấu hình truyền động. Tài liệu đưa ra bốn cấp là 37, 52, 84, 145 r/min, cấp tốc độ thấp tương ứng với mô-men xoay khả dụng cao hơn, cấp tốc độ cao tương ứng với dự trữ mô-men xoay thấp hơn. Tài liệu không đưa ra giá trị mô-men xoay cụ thể cho từng cấp, do đó không thể tự suy ra mô-men xoay của bất kỳ cấp nào, chỉ có thể hiểu theo tài liệu rằng mô-men xoay tối đa tổng thể của bàn quay là 25 kN·m.
Theo mô tả địa tầng trong tài liệu, tốc độ thấp hơn phù hợp với dụng cụ khoan lớn, thi công ống chống và địa tầng có lực cản cao; tốc độ cao hơn phù hợp với đá mềm tương đối ổn định, tầng phong hóa và một số địa tầng trầm tích. Trong thi công lỗ sâu, cần điều chỉnh cấp tốc độ kịp thời theo mô-men xoay, hồi dung dịch và tải trọng dụng cụ khoan — bản thân câu này là một chỉ dẫn về hướng vận hành, không phải thông số cố định.
25 kN·m không phù hợp để hiểu thành gì
- Không phù hợp để hiểu thành "ở độ sâu lỗ 1000 m vẫn có thể quay với 25 kN·m". Lỗ càng sâu, cột khoan càng dài, mô-men xoay thực tế khả dụng ở đáy lỗ chịu ảnh hưởng của ma sát và các yếu tố khác, hai điều này không cùng một khái niệm.
- Không phù hợp để hiểu thành năng lực khoan ở một đường kính lỗ nào đó. Tài liệu đưa ra đường kính lỗ thông tối đa của bàn quay là 660 mm, nhưng lỗ thông là không gian kích thước để bàn quay cho dụng cụ khoan và ống chống đi qua, không phải đường kính tạo lỗ, cũng không phải căn cứ quy đổi giữa mô-men xoay và đường kính lỗ.
- Không phù hợp để gắn riêng với độ sâu khoan. Giới hạn độ sâu khoan của cùng một thiết bị còn liên quan đến tải trọng tháp khoan, lực nâng, lưu lượng bơm dung dịch và các khâu khác, mô-men xoay chỉ là một khâu trong đó.
Những con số nào cùng tạo thành giá trị với 25 kN·m
| Thông số | Giá trị tài liệu | Mối quan hệ với đánh giá mô-men xoay |
|---|---|---|
| Mô-men xoay tối đa bàn quay | 25 kN·m | Giới hạn khả năng truyền chuyển động quay đầu ra của bàn quay |
| Tốc độ bàn quay | 37 / 52 / 84 / 145 r/min (bốn cấp) | Cấp tốc độ trong cùng kết cấu, cấp thấp dùng cho điều kiện lực cản cao |
| Đường kính lỗ thông tối đa bàn quay | 660 mm | Không gian kích thước cho dụng cụ khoan và ống chống đi qua, không bằng đường kính tạo lỗ |
| Tháp khoan | 60 T kiểu K thủy lực co duỗi, tổng cao 19,5 m, chiều cao hiệu dụng 18,482 m | Chịu tải trọng cột khoan và ống chống, thuộc khâu chịu lực |
| Bơm dung dịch | BW1200/7, áp suất tối đa 7 MPa, lưu lượng 1200 L/min | Phụ trách mang mùn khoan, bảo vệ thành lỗ, làm mát, ảnh hưởng trạng thái trong lỗ chứ không phải bản thân mô-men xoay |
| Tời chính / tời phụ | 90 kN / 50 kN, dung lượng cáp đều 160 m | Xử lý cột khoan và ống chống, thuộc khâu nâng |
| Móc di động / đầu quay nước | Tải trọng danh định đều 60 T | Chi tiết chịu lực trong điều kiện tải nặng lỗ sâu |
| Kelly / cần khoan tiêu chuẩn | 108 × 108 × 12192 mm / 89 × 9400 mm | Cần khoan dài giảm số lần nối cần, đồng thời tăng yêu cầu tháp khoan và cẩu lắp |
Bảng này cho thấy: mô-men xoay chỉ là giới hạn của khâu bàn quay, độ sâu khoan có thể thực hiện còn phụ thuộc vào việc khả năng chịu tải của tháp khoan, hệ thống nâng, lưu lượng bơm dung dịch và phương thức tuần hoàn có thể đồng thời đáp ứng trong cùng một giếng hay không. Tài liệu của trang này không đưa ra công thức tính hoặc bảng đối chiếu giữa mô-men xoay với độ sâu khoan, đường kính lỗ, địa tầng.
Để đánh giá 25 kN·m có đủ hay không, tài liệu cung cấp được gì
Tài liệu xác định rõ hướng ứng dụng của WRTR1000: giếng nước sâu, địa nhiệt, cấp nước khu mỏ, khoan địa chất thủy văn, và nêu rằng độ sâu khoan thực tế cần xác định kết hợp với đường kính lỗ, dụng cụ khoan, địa tầng, phương thức tuần hoàn và thiết kế hoàn thành giếng. Đoạn này cũng áp dụng cho đánh giá mô-men xoay: đường kính lỗ càng lớn, lực cản địa tầng càng cao, tổ hợp dụng cụ khoan càng nặng thì hướng yêu cầu về khả năng quay càng khác, nhưng tài liệu không đưa ra quan hệ tương ứng cụ thể.
Có thể xác nhận rằng WRTR1000 hỗ trợ tuần hoàn xuôi dung dịch, bọt khí, búa khoan DTH và tùy chọn tuần hoàn ngược khí nâng. Điều kiện đáy lỗ khác nhau dưới các phương thức tuần hoàn khác nhau: khoan DTH phụ thuộc vào máy nén khí, búa khoan và xả mùn của mũi khoan; bọt khí liên quan đến điều chỉnh nồng độ bọt, lượng khí và phương thức phun. Việc chuyển đổi các công nghệ này có làm thay đổi nhu cầu thực tế về mô-men xoay bàn quay hay không, tài liệu không trình bày chi tiết.
Nội dung tài liệu chưa đề cập, cần xác nhận bằng văn bản trước khi mua
- Đường cong mô-men xoay khả dụng của 25 kN·m tương ứng với các cấp tốc độ bàn quay khác nhau, tài liệu chưa đưa ra.
- Ước tính mô-men xoay quay cần thiết dưới các tổ hợp đường kính lỗ và địa tầng khác nhau, tài liệu chưa đưa ra bảng tương ứng.
- Ranh giới lựa chọn bốn cấp tốc độ khi độ sâu lỗ thực tế tăng lên, tài liệu chỉ đưa ra mô tả hướng áp dụng.
- Sự khác biệt về nhu cầu mô-men xoay bàn quay trong điều kiện bọt khí và tuần hoàn ngược khí nâng, tài liệu chưa giải thích.
- Quan hệ thiết kế giữa lỗ thông 660 mm với đường kính hoàn thành giếng cụ thể và số cấp ống chống, tài liệu nêu rõ đường kính hoàn thành giếng nên được thiết kế theo tầng chứa nước, ống giếng, loại bơm và độ ổn định địa tầng.
Đọc 25 kN·m như một con số năng lực độc lập dễ che khuất sự phân công giữa nó với tốc độ quay, lỗ thông, tháp khoan và lưu lượng bơm. Cách làm chắc chắn hơn là đọc thông số toàn máy theo bốn nhóm quay, chịu tải, nâng, tuần hoàn, rồi đối chiếu với đường kính lỗ, địa tầng và yêu cầu hoàn thành giếng của dự án cụ thể, xác nhận với nhà sản xuất những quan hệ phối hợp chưa được tài liệu đề cập.