Khi bố trí giếng nước sâu và thăm dò khoáng sản sâu trên cùng một chiếc WR600RC, điểm chuyển đổi thường không nằm trong bảng năng lực thiết bị mà nằm ở các đoạn lỗ khác nhau mà cùng một cần khoan đi qua. Tài liệu của trang này cho thấy máy khoan tuần hoàn ngược bánh xích cấp 600 m này có độ sâu khoan tối đa 600 m, đường kính lỗ 105–450 mm, lực nâng 29 T, mô-men xoay 12000/6000 N·m, áp suất khí làm việc khuyến nghị 1,6–6 MPa, lưu lượng khí tiêu thụ 16–75 m³/phút, hỗ trợ ba phương thức khoan RC, khoan búa DTH thông thường và khoan tuần hoàn dung dịch, hướng ứng dụng bao gồm thăm dò sâu vàng đồng sắt, lấy mẫu địa chất và thi công giếng nước sâu. Việc trùng lặp phạm vi năng lực là thực tế, nhưng yêu cầu của hai loại dự án đối với môi trường tuần hoàn, tổ chức xả mùn, thiết bị phụ trợ miệng lỗ và tiêu chuẩn nghiệm thu trong cùng một lỗ không đồng bộ.
Hai loại dự án xen kẽ trong cùng một lỗ
Sự khác biệt giữa giếng nước sâu và thăm dò sâu không chỉ là “có cần lấy mẫu hay không”. Điểm kết thúc của dự án giếng nước là kết cấu hoàn thiện giếng: đường kính giếng, thành giếng, vị trí tầng chứa nước, hạ ống và rửa giếng; điểm kết thúc của dự án thăm dò là mẫu mùn đá phân đoạn theo độ sâu, quan tâm đến việc mẫu có bị nhiễm bẩn xuyên tầng hay không, mẫu trả về có liên tục hay không, ghi chép độ sâu có tương ứng hay không. Khi cùng một thiết bị khoan lỗ thăm dò trước, sau đó khoan giếng nước, hoặc đảm nhận đồng thời hai loại lỗ khoan trong một khu mỏ, điều thực sự cần thiết kế trước là vị trí và trình tự chuyển đổi công nghệ.
Lấy WR600RC làm ví dụ, hai mức góc làm việc 45° và 90° mà tài liệu thiết bị đưa ra cho thấy nó có thể làm giếng nước thẳng đứng và cũng có thể khoan xiên xuyên qua thân quặng. Năng lực phổ thông này ở giai đoạn mua sắm dễ được hiểu là “một máy thay hai máy”, nhưng ở giai đoạn bố trí sản xuất ý nghĩa gần hơn với: cùng một khung gầm phải luân phiên thích ứng với hai cách bố trí miệng lỗ, hai đường trả mẫu và hai tiêu chuẩn nghiệm thu.
Chuyển đổi điều kiện làm việc một: Dùng khoan tuần hoàn dung dịch để giữ ổn định lỗ ở tầng phủ rời trên
Tài liệu ghi rõ, tầng đất, tầng cát, tầng sỏi và các tầng phủ rời khác không nhất thiết phù hợp để trực tiếp sử dụng khoan RC áp suất khí cao, thiết bị hỗ trợ phương thức khoan tuần hoàn dung dịch, có thể giữ ổn định và tạo lỗ cho đoạn lỗ phía trên trước, sau khi vào tầng đá ổn định mới chuyển sang công nghệ RC hoặc DTH. Giải thích này áp dụng cho cả giếng nước sâu và thăm dò sâu, nhưng mục đích dừng lại ở đoạn lỗ phía trên của hai loại dự án không giống nhau.
- Dự án giếng nước: Trọng tâm của đoạn lỗ phía trên là thành lỗ hoàn chỉnh và kênh hạ ống, giai đoạn khoan tuần hoàn dung dịch phải giữ đường kính giếng cho việc hoàn thiện giếng sau này.
- Dự án thăm dò: Trọng tâm của đoạn lỗ phía trên là xuyên qua tầng phủ, đến đá gốc càng sớm càng tốt, giảm mét khoan vô ích chiếm dụng tiến độ và chi phí.
Căn cứ phán đoán điểm chuyển đổi đến từ độ sâu vào tầng đá ổn định, không phải số mét cố định. Điểm này ở giai đoạn mua sắm cần xác nhận với nhà sản xuất là: việc thay đổi dụng cụ khoan, điều chỉnh thiết bị miệng giếng và vệ sinh hệ thống tuần hoàn giữa khoan tuần hoàn dung dịch và RC được thực hiện theo trình tự nào.
Chuyển đổi điều kiện làm việc hai: Lựa chọn giữa RC và DTH ở tầng đá ổn định
Tài liệu cho thấy WR600RC hỗ trợ khoan RC và khoan búa DTH thông thường. Đối với các tầng đá tương đối hoàn chỉnh như đá hoa cương, đá vôi, đá cát, có thể quyết định dùng RC hay DTH thông thường tùy theo có cần mẫu địa chất hay không. Câu này nói rõ điểm phân nhánh của hai loại dự án: lỗ thăm dò cần mẫu, đi RC; lỗ giếng nước chủ yếu cần hiệu quả tạo lỗ, có thể đi DTH.
Công nghệ khác nhau, yêu cầu đối với máy nén khí cũng thay đổi theo. Tài liệu đưa ra áp suất khí làm việc khuyến nghị 1,6–6 MPa, lưu lượng khí tiêu thụ 16–75 m³/phút, và lưu ý khi độ sâu lỗ, đường kính lỗ, độ cao so với mực nước biển và độ cứng đá tăng, lưu lượng khí hiệu dụng cần thiết thường cũng tăng. Khoan RC cấp 600 m ngoài việc dẫn động dụng cụ khoan đáy lỗ còn phải đưa mùn đá theo ống trong trở về mặt đất, phần trả mẫu đường dài này bản thân là nơi tiêu thụ khí lớn. Do đó, khi cùng một thiết bị chuyển sang lỗ RC cấp 600 m, cấu hình máy nén khí thường là hạng mục đầu tiên cần kiểm tra lại trong thiết bị phụ trợ.
Chuyển đổi điều kiện làm việc ba: Nhịp độ tiến ở đới đứt gãy và tầng nứt nẻ
Tài liệu giải thích về đới đứt gãy là: dễ gây rơi khối thành lỗ, rò khí và trả mẫu bất thường, sau khi vào đoạn lỗ loại này nên giảm tiến quá nhanh, duy trì làm sạch lỗ liên tục và quan sát thay đổi áp suất khí; khi rò khí nghiêm trọng nên kết hợp bọt, ống chống hoặc các phương pháp xử lý khác, tránh năng lực trả mẫu giảm rõ rệt.
Đối với giếng nước sâu, đới đứt gãy còn liên quan đến phán đoán tầng chứa nước và kết cấu hoàn thiện giếng, cách xử lý phải gắn với thiết kế địa chất thủy văn; đối với lỗ thăm dò, đới đứt gãy ảnh hưởng trực tiếp đến tính liên tục của trả mẫu và tính đại diện của mẫu. Hai loại dự án ở đoạn lỗ này dùng chung một bộ chỉ số quan sát: thay đổi áp suất khí, lượng trả mẫu, kích thước hạt, màu sắc và độ ẩm. Khác biệt là dự án thăm dò còn phải ghi đồng bộ những thay đổi này vào hồ sơ độ sâu mẫu.
Khi chuyển sang đường kính giếng nước, đầu thiết bị không đổi, đầu hoàn thiện giếng thay đổi toàn bộ
Tài liệu đưa ra phạm vi độ sâu khoan và đường kính lỗ là độ sâu khoan tối đa 600 m, đường kính lỗ 105–450 mm, và giải thích độ sâu khoan thực tế sẽ chịu ảnh hưởng của đường kính lỗ, cần khoan, máy nén khí, tầng đá, độ xiên lỗ và mài mòn dụng cụ khoan, 600 m nên được coi là năng lực tham khảo trong cấu hình điển hình. Đồng thời, tài liệu cũng ghi rõ trọng tâm của dự án giếng nước là thành lỗ, đường kính giếng, tầng chứa nước và kết cấu hoàn thiện giếng, khác với điểm quan tâm của dự án lấy mẫu RC khoáng sản.
| Hạng mục công đoạn | Điểm quan tâm lỗ thăm dò sâu | Điểm quan tâm giếng nước sâu |
|---|---|---|
| Phương thức tuần hoàn | Trả mẫu bằng ống trong RC, lấy mẫu phân đoạn theo độ sâu | Khoan DTH hoặc dung dịch, chủ yếu tạo lỗ |
| Góc khoan | 45° có thể dùng cho thân quặng xiên, mạch quặng và đới đứt gãy | Thường chủ yếu là 90° thẳng đứng |
| Trọng điểm ghi chép | Số lỗ khoan, số mẫu, độ sâu bắt đầu và kết thúc, tình huống bất thường | Đường kính giếng, vị trí tầng chứa nước, kết cấu hoàn thiện giếng |
| Công đoạn sau | Mẫu gửi phòng thí nghiệm phân tích | Hạ ống, rửa giếng và các công đoạn hoàn thiện giếng |
Cùng một thiết bị có thể chuyển đổi giữa hai loại dự án, nhưng các hạng mục hiện trường cần tổ chức lại sau khi chuyển đổi không giống nhau. Đầu thiết bị không đổi là khung gầm, hệ thống xoay và nâng; đầu hoàn thiện giếng gần như toàn bộ cần sắp xếp lại.
Điều kiện mặt bằng và vận chuyển không phân biệt loại dự án
Dù khoan loại lỗ nào, các điều kiện như trọng lượng toàn máy khoảng 12,5 T, kích thước ngoài khoảng 7 × 2,1 × 2,9 m, tốc độ di chuyển bánh xích khoảng 3,5 km/h, góc leo dốc tối đa tham khảo 21° đều có hiệu lực. Hành trình chân chống 1,7 m, dùng để cân bằng và ổn định thiết bị; khi khoan xiên 45° hoặc khoan mô-men xoay cao, hướng chịu lực của thiết bị phức tạp hơn, chân chống, khả năng chịu tải mặt đất và trạng thái ngang của toàn máy sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến kiểm soát hướng lỗ. Trong dự án lỗ sâu, dụng cụ khoan nặng hơn, lực nâng tời 2,5 T có thể dùng để vận chuyển búa RC, cần khoan, dụng cụ ống chống và các phụ kiện hiện trường khác, nhưng phải kiểm soát tải trọng định mức.
Dự án giếng nước thường còn cần xem xét mặt bằng hạ ống, rửa giếng và thử cấp nước; dự án thăm dò cần máy nén khí, ống mềm trả mẫu, thiết bị lấy mẫu và khu vực mẫu. Khi hai loại dự án được bố trí trên cùng một mặt bằng, kích thước sàn khoan và chiều rộng lối đi nên được quy hoạch theo bên có nhiều thiết bị hơn.
Ảnh hưởng thực tế của động lực và thiết bị phụ trợ khi chuyển đổi
WR600RC sử dụng động cơ Cummins 132 kW, cung cấp động lực cho hệ thống xoay, tiến, di chuyển bánh xích và thủy lực phụ trợ. Tài liệu đồng thời lưu ý, dự án RC thường còn cần máy nén khí lớn và hệ thống lấy mẫu, hiện trường nên quy hoạch trước nhiên liệu, vị trí thiết bị và không gian bảo trì, tránh các thiết bị khác nhau gây nhiễu lẫn nhau.
Câu này trong bối cảnh “dùng chung một thiết bị” có ý nghĩa cụ thể hơn: công suất động cơ là năng lực của bản thân thiết bị, máy nén khí là một thiết bị độc lập. Khi cùng một máy khoan luân phiên giữa lỗ thăm dò và lỗ giếng nước, tần suất khởi động dừng, vị trí đặt và hướng đường ống cấp khí của máy nén khí đều cần được sắp xếp lại theo loại lỗ hiện tại, chứ không phải dùng mãi theo bố trí cố định.
Quản lý lấy mẫu không thuộc chuyển đổi thiết bị, nhưng ảnh hưởng trực tiếp đến dữ liệu lỗ thăm dò
Tài liệu giải thích WR600RC chủ yếu thu được mẫu mùn đá, trong quá trình khoan trả mẫu đồng bộ, nhân viên địa chất hiện trường ghi chép thay đổi thạch tính, biến đổi và khoáng hóa theo khoảng mét tiến cố định, sau đó gửi mẫu đại diện đến phòng thí nghiệm phân tích. Nên ghi chép số lỗ khoan, số mẫu, độ sâu bắt đầu và kết thúc và tình huống bất thường; mẫu khoáng sản gửi phòng thí nghiệm phân tích còn nên thiết lập mẫu lặp, mẫu chuẩn và mẫu trắng theo chế độ kiểm soát chất lượng dự án.
Phần công việc này không có quan hệ trực tiếp với chuyển đổi điều kiện làm việc thiết bị, nhưng khi hai loại dự án dùng chung một thiết bị, nhân sự và quy trình sẽ ảnh hưởng lẫn nhau. Nếu cùng ngày bố trí lấy mẫu lỗ thăm dò và thi công lỗ giếng nước, khâu ghi chép lấy mẫu cần được bố trí riêng, không nên coi là công đoạn phụ thuộc.
Những nội dung tài liệu chưa đề cập cần xác nhận bằng văn bản trước khi mua
Tài liệu sản phẩm hiện có đưa ra giá trị rõ ràng cho một số nội dung, với phần khác chỉ đưa ra giải thích định hướng. Các nội dung sau chưa hình thành thông số có thể thực hiện trực tiếp trong tài liệu, nên xác nhận với nhà sản xuất trước khi mua:
- Các bước chuyển đổi cụ thể giữa khoan tuần hoàn dung dịch và RC, thông số dụng cụ khoan cần thiết và dạng thiết bị miệng giếng.
- Điều kiện sử dụng bọt khí ở đoạn lỗ rò khí, thông số bơm bọt và lượng vật tư tiêu hao.
- Yêu cầu cụ thể của trả mẫu bằng ống trong RC đối với thông số cần khoan hai thành, tuổi thọ phớt và chu kỳ thay thế.
- Phân bổ tải trọng chân chống, cách xử lý mặt đất và biện pháp kiểm soát hướng lỗ khi thi công lỗ xiên 45°.
- Quan hệ tương ứng giữa đường kính giếng, thông số hạ ống ở giai đoạn hoàn thiện giếng nước và phạm vi đường kính lỗ của thiết bị.
Những nội dung này liên quan trực tiếp đến chuyển đổi điều kiện làm việc, nhưng tài liệu của trang này chưa đưa ra giá trị cụ thể, không thể tự suy tính theo thông số model khác ở giai đoạn mua sắm. Phạm vi năng lực thiết bị có thể xác nhận, điều kiện thực hiện cụ thể của công nghệ và danh mục thiết bị phụ trợ vẫn cần lấy tài liệu bằng văn bản của nhà sản xuất và điều kiện thực tế dự án làm chuẩn.