2200 N·m được ghi trong thông số kỹ thuật của CR1200I, chỉ mô-men xoắn quay tối đa mà đầu động lực có thể xuất ra. Bản thân giá trị này không trả lời "có thể khoan sâu bao nhiêu", nó trả lời một loại câu hỏi khác: khi lực cản quay của bộ dụng cụ khoan tăng lên, đầu động lực còn bao nhiêu dự trữ để truyền mô-men xoắn xuống. Trong khoan lấy lõi lỗ sâu, thứ thực sự khiến tiến độ dừng lại thường không phải là độ sâu khoan đạt giới hạn, mà là lực cản quay vượt quá mô-men xoắn khả dụng trước. Nội dung dưới đây đều dựa trên thông số công khai của CR1200I trên trang này, những phần chưa được đưa ra sẽ được liệt kê riêng.
Trước tiên xác nhận giá trị này mô tả bộ phận nào
CR1200I là máy khoan lấy lõi đá loại tích hợp toàn thủy lực, đầu động lực sử dụng truyền động bánh răng, mô-men xoắn tối đa 2200 N·m, tốc độ tối đa 1500 rpm, và cung cấp hai nhóm chuyển đổi bánh răng 1:2.2 và 1:3.3. Mô-men xoắn thuộc về bộ phận quay là đầu động lực, không phải tời, bộ kẹp hay bơm dung dịch khoan.
Các mục khác trong bảng thông số thuộc các hành động khác nhau với mô-men xoắn: lực đẩy 55 kN, lực nâng 160 kN thuộc hệ thống đẩy; lực nâng tời 13.5 kN, tốc độ nâng 116 m/min, dung lượng cáp 1200 m thuộc tời cáp; lưu lượng hệ thống dung dịch khoan 150 L/min, áp suất 7 MPa thuộc hệ thống tuần hoàn. Các giá trị này không thể thay thế lẫn nhau, cũng không thể dùng một mục để suy ra mục khác.
Mô-men xoắn tối đa và chuyển đổi bánh răng không phải cùng một số
Bảng thông số đưa ra "mô-men xoắn tối đa 2200 N·m", đồng thời đưa ra hai nhóm tỷ số chuyển đổi bánh răng 1:2.2 và 1:3.3. Tài liệu không nêu rõ giá trị mô-men xoắn và dải tốc độ quay tương ứng của từng nhóm tỷ số bánh răng, do đó không thể trực tiếp thay 2200 N·m vào một cấp bánh răng nào đó để tính toán.Điều có thể xác định là: mô-men xoắn và tốc độ quay trên cùng một đầu động lực là các đại lượng thay đổi theo cặp, tác dụng của chuyển đổi bánh răng là điều chỉnh tỷ lệ giữa hai đại lượng này.
| Mục thông số | Giá trị thông số |
|---|---|
| Phương thức truyền động đầu động lực | Truyền động bánh răng |
| Mô-men xoắn tối đa | 2200 N·m |
| Tốc độ tối đa | 1500 rpm |
| Chuyển đổi bánh răng | 1:2.2 / 1:3.3 |
Ba dòng này nên được đọc liền nhau: 2200 N·m và 1500 rpm là hai điểm đầu cuối của năng lực đầu động lực, chuyển đổi bánh răng là khâu trung gian kết nối hai điểm đầu cuối. Chỉ lấy một trong các giá trị để đánh giá tính phù hợp sẽ bỏ sót nửa ràng buộc còn lại.
Trong khoan lấy lõi lỗ sâu, dự trữ mô-men xoắn tương ứng với những việc gì
Cấu thành tiêu hao mô-men xoắn trong giai đoạn lỗ sâu sẽ thay đổi theo độ sâu lỗ khoan và tầng đá. Theo mô tả trong tài liệu, đầu động lực tốc độ cao và mô-men xoắn tối đa 2200 N·m của CR1200I có tác dụng điều chỉnh trạng thái khoan trong các đới địa chất khác nhau, đáp ứng nhu cầu thi công ở đá cứng nguyên vẹn và đới nứt vỡ cục bộ. Mô tả này cho thấy mô-men xoắn là để thích ứng với sự xen kẽ của địa chất, chứ không phải một chỉ tiêu độ sâu khoan độc lập.
Tài liệu đồng thời yêu cầu, sau khi vào đoạn lỗ khoan trên 1000 m cần chú trọng hơn đến kiểm soát độ xiên lỗ khoan, mài mòn cần khoan, trạng thái cáp, tính năng dung dịch khoan và thay đổi lực cản trong lỗ; nếu xuất hiện giảm nước hồi, mô-men xoắn bất thường, tăng lực cản nâng hoặc thay đổi cát trong nước hồi, cần kịp thời phán đoán nguy cơ rò rỉ, sập lỗ, thu hẹp đường kính hoặc kẹt cần. Ở đây "mô-men xoắn bất thường" được liệt kê là một trong các tín hiệu quan sát, cho thấy trong thi công thực tế, số đọc mô-men xoắn là một đối tượng giám sát quá trình, chứ không phải năng lực cố định không thay đổi sau khi xuất xưởng.
- Mô-men xoắn và tốc độ quay: trên đầu động lực hai đại lượng tương ứng với nhau, điều chỉnh một cấp sẽ ảnh hưởng đến cấp kia.
- Mô-men xoắn và lực nâng: lực nâng 160 kN dùng cho nâng cần và thu hồi dụng cụ, thuộc hai bộ hành động khác với mô-men xoắn quay.
- Mô-men xoắn và dung dịch khoan: hệ thống dung dịch khoan có lưu lượng 150 L/min, áp suất 7 MPa, khi đối mặt với khe nứt phát triển, nước hồi không ổn định và rò rỉ cục bộ cần điều chỉnh độ nhớt, lượng mất nước và thông số tuần hoàn.
- Mô-men xoắn và trạng thái trong lỗ: mô-men xoắn bất thường cần được phán đoán cùng với lượng nước hồi, lực cản nâng, tình trạng cát trong nước hồi.
Ngoài giới hạn mô-men xoắn, còn những điều kiện nào đang đồng thời tác động
CR1200I có độ sâu khoan tham khảo quy cách N là 1200 m, quy cách B là 1600 m, quy cách H là 700 m. Cùng một thiết bị có độ sâu khoan tham khảo khác nhau dưới các quy cách lấy lõi khác nhau, cho thấy bản thân quy cách lấy lõi là một điều kiện ràng buộc. Mô-men xoắn có thể bao phủ một đoạn lỗ khoan hay không phụ thuộc vào tổ hợp dụng cụ khoan, đường kính lỗ và tổ hợp tầng đá dưới quy cách đó, chứ không chỉ nhìn vào giới hạn 2200 N·m.
Sau khi độ sâu lỗ khoan tăng, tỷ lệ thời gian của tời cáp tăng lên. Dung lượng cáp 1200 m, tốc độ nâng 116 m/min tương ứng với khâu trích xuất ống trong, không quy đổi trực tiếp với mô-men xoắn quay, nhưng nó quyết định thời gian phụ trợ của một lần khoan ở lỗ sâu. Tài liệu cũng đề cập, lỗ thông bộ kẹp 150 mm phù hợp với các hệ thống cần khoan thông dụng như NQ, HQ, PQ, NTW, HTW, sử dụng kết cấu kẹp thủy lực kết hợp chống tuột bằng trọng lượng nêm hình ngựa gỗ. Việc lựa chọn hệ thống cần khoan sẽ thay đổi tổ hợp dụng cụ khoan, từ đó thay đổi lực cản quay, mối quan hệ này không được ghi trực tiếp trong bảng thông số.
Yêu cầu xử lý đứt gãy và đới nứt vỡ ở lỗ sâu
Tài liệu chỉ ra, bùn đứt gãy, đá dăm kết, đới đá nứt vỡ và khu vực khe nứt dày đặc thường khó xử lý hơn đá cứng đơn thuần, lúc này nên giảm chiều dài một lần khoan, kịp thời quan sát áp suất bơm và thay đổi nước hồi, và điều chỉnh dung dịch rửa, ống chống và thông số khoan theo tình trạng ổn định thành lỗ. Lực nâng 160 kN cung cấp dự trữ cho nâng cần và thu hồi dụng cụ ở đoạn lỗ phức tạp. Đoạn này cho thấy, ở đoạn lỗ phức tạp mô-men xoắn không phải được giải quyết bằng cách tiếp tục tăng áp, tài liệu đưa ra là điều chỉnh chiều dài lần khoan và quan sát phản hồi trong lỗ.
Những phần tài liệu chưa đưa ra
Các mục sau chưa được nêu trong tài liệu CR1200I trên trang này, cần xác nhận riêng trước khi mua hoặc sử dụng, không nên tự suy đoán:
- Giá trị mô-men xoắn và dải tốc độ quay tương ứng của hai nhóm chuyển đổi bánh răng 1:2.2 và 1:3.3;
- Giá trị tham khảo tiêu hao mô-men xoắn của các quy cách lấy lõi khác nhau (NQ, HQ, PQ, BQ và NTW, HTW, v.v.) dưới tầng đá cụ thể;
- Dải phối hợp khuyến nghị giữa mô-men xoắn với lực đẩy và tốc độ quay;
- Ngưỡng phán đoán cụ thể của dự trữ mô-men xoắn sau khi độ sâu lỗ khoan vượt quá 1000 m.
Cuối tài liệu đã nêu rõ, do điều kiện địa chất thực tế, dụng cụ trong lỗ, góc khoan và phương thức vận hành có khác biệt, hiệu quả khoan cuối cùng, độ sâu khoan và hiệu quả thu hồi lõi đá nên lấy điều kiện hiện trường làm chuẩn. Do đó 2200 N·m phù hợp hơn để hiểu là mô tả giới hạn năng lực quay của một thiết bị, chứ không phải cam kết kết quả khoan của một lỗ khoan cụ thể. Để phán đoán một dự án có phù hợp hay không, cần đưa quy cách lấy lõi, tổ hợp tầng đá, độ sâu lỗ khoan và phản hồi trong lỗ vào cùng xem xét, chứ không chỉ so sánh một con số mô-men xoắn.