Tài liệu Bài giảng khoan - khai thác

NỘI DUNG MÔN HỌC
Bài 1:
LÀM QUEN VỚI THIẾT BỊ VÀ DỤNG CỤ KHOAN
I. Nội dung và yêu cầu thực tập
II. Cơ sở lý thuyết
2.1. Thiết bị khoan
2.2. Dụng cụ khoan
2.3. Các dụng cụ trong bộ kéo thả
2.4. Các dụng cụ cứu sự cố và tháo mở cần
III. Điều kiện thực tập và cách thức tổ chức
Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 5 BM. KHOAN & KHAI THÁC
NỘI DUNG MÔN HỌC
Bài 2:
KHOAN KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH
I. Nội dung và yêu cầu thực tập
II. Cơ sở lý thuyết
2.1. Giới thiệu
2.2. Các phương pháp khoan
2.3. Lấy mẫu đất
2.4. Bảo quản và ghi nhãn mẫu
2.5. Các thí nghiệm trong hố khoan
III. Điều kiện thực tập và cách thức tổ chức
Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 6 BM. KHOAN & KHAI THÁC
NỘI DUNG MÔN HỌC
Bài 3:
KHOAN THĂM DÒ KHAI THÁC NƯỚC
I. Nội dung và yêu cầu thực tập
II. Cơ sở lý thuyết
2.1. Phân loại giếng và các phương pháp khoan
2.2. Một số yêu cầu cơ bản đối với giếng khoan
2.3. Công nghệ khoan
2.4. Tính toán sơ bộ về ống lọc
2.5. Khôi phục độ nhả nước của tầng chứa nước
2.6 Trám giếng khoan
III. Điều kiện thực tập và cách thức tổ chức
Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 7 BM. KHOAN & KHAI THÁC
NỘI QUI VÀ KỸ THUẬT AN TOÀN CƠ BẢN
1. Những qui định chung
ã Đội nón, mang giày bảo hộ, mang găng tay khi
khoan.
ã Không làm việc khi có giông, mưa to hoặc bảo
ã Có biển cảnh báo thi công
ã Chú ý đến công tác bảo vệ môi trường
Không vứt rác phế thải
Không để dung dịch khoan tràn ra ngoài
San lấp và phục hồi mặt bằng khi di dời
Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 8 BM. KHOAN & KHAI THÁC
NỘI QUI VÀ KỸ THUẬT AN TOÀN CƠ BẢN
2. An toàn khi lắp đặt các thiết bị
ã Chuẩn bị nền và khu vực khoan.
ã Không đặt thiết bị khoan ở sườn dốc.
ã Đảm bảo khoảng cách nhỏ nhất từ máy khoan đến
nhà ở, nhà xưởng, đường dây điện bằng 1,5 lần
chiều cao tháp khoan.
Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 9 BM. KHOAN & KHAI THÁC
NỘI QUI VÀ KỸ THUẬT AN TOÀN CƠ BẢN
ã Không lắp đặt thiết bị trong khu vực cấm của mạng
điện cao thế.
ã Đảm bảo chiều rộng tối thiểu các lối đi trên khoan
trường
ã 0,7m : máy khoan tự hành
ã 1m: máy khoan cố định
ã Lắp đặt hệ thống chống sét
Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 10 BM. KHOAN & KHAI THÁC
NỘI QUI VÀ KỸ THUẬT AN TOÀN CƠ BẢN
3. Một số điều nghiêm cấm
ã Thay đổi chuyển động khi máy chưa dừng hẳn.
ã Dùng roto để mở hoặc vặn choòng khoan và bộ khoan cụ.
ã Khoá chặt các tay điều khiển của máy khoan, máy bơm,
máy phát lực.
ã Dùng ống công có vết nứt, vỡ, vết hàn ngang hoặc dài quá
2 m để công khi tháo cần khoan, vặn ống chống.
ã Sử dụng ống công để mở hoặc tháo dụng cụ khoan mà
đoạn ống lồng vào khoá dưới 0,2m
Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 11 BM. KHOAN & KHAI THÁC
NỘI QUI VÀ KỸ THUẬT AN TOÀN CƠ BẢN
4. Một số chú ý
ã Khi có việc cần leo lên tháp khoan, cần đảm bảo:
Dụng cụ, đồ đạc nặng phải đưa lên bằng tời
Cho phép mang theo người những dụng cụ gọn
nhẹ (kìm, mỏ lết, tuốt nơ vít, .) nhưng không được
ầm tay mà phải bỏ vào túi xách có quai đeo.
Mang thắt lưng khi làm việc trên cao
ã Khi có sự cố hoặc do nguyên nhân nào đó mà phải dừng
khoan thì phải kéo bộ khoan cụ đến vị trí an toàn trong lỗ
khoan
Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 12 BM. KHOAN & KHAI THÁC
HÌNH THỨC ĐÁNH GIÁ
- Nộp báo cáo thực tập: 50%
- Thi vấn đáp hoặc viết: 50%
Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 13 BM. KHOAN & KHAI THÁC
TÀI LIỆU THAM KHẢO
- Kỹ thuật khoan địa chất, NXB Công nhân kỹ thuật,
Hà Nội, 1980.
- Công nghệ và kỹ thuật khoan thăm dò (tiếng Nga),
NXB Matxcơva, 1983.
- Kỹ thuật thăm dò và khai thác dầu khí (Video),
2001.
- Hướng dẫn Thực hành khoan – khai thác (Video),
2004.
- http://cee.engr.ucdavis.edu
- http://www.lifewater.ca/
BÀI GIẢNG HƯỚNG DẪN THỰC TẬP KHOAN - KHAI THÁC
CBGD : ThS. ĐỖ QUANG KHÁNH
ThS. HOÀNG TRỌNG QUANG
ThS. BÙI TỬ AN
Bộ môn : Khoan và Khai thác
Tel : 84-8-8654086
BÀI 1: LÀM QUEN VỚI THIẾT BỊ
& DỤNG CỤ KHOAN
Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 15 BM. KHOAN & KHAI THÁC
Mục lục
I. Nội dung và yêu cầu thực tập
II. Cơ sở lý thuyết
2.1. Thiết bị khoan
2.2. Dụng cụ khoan
2.3. Các dụng cụ trong bộ kéo thả
2.4. Các dụng cụ cứu sự cố và tháo mở cần
III. Điều kiện thực tập và cách thức tổ chức
Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 16 BM. KHOAN & KHAI THÁC
I. NỘI DUNG VÀ YÊU CẦU THỰC TẬP
Nội dung:
Tìm hiểu công dụng, cấu tạo, đặc tính kỹ thuật và
cách sử dụng:
Thiết bị khoan
Dụng cụ khoan
Các dụng cụ trong bộ kéo thả
Các dụng cụ cứu sự cố và tháo mở cần
Tìm hiểu sơ đồ bố trí thiết bị và dụng cụ phục vụ
công tác:
Khoan khảo sát địa chất công trình
Khoan khai thác nước ngầm
Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 17 BM. KHOAN & KHAI THÁC
NỘI DUNG VÀ YÊU CẦU THỰC TẬP
Yêu cầu thực tập:
Theo công tác thực tập tại xưởng và công trường,
yêu cầu sinh viên
Nhận dạng, mô tả cấu tạo, công dụng, đặc tính kỹ
thuật và cách sử dụng các thiết bị và dụng cụ
khoan.
Tham gia vào việc vận hành và sử dụng các thiết
bị và dụng cụ khoan.
Mô tả cấu tạo, công dụng, đặc tính kỹ thuật của
máy khoan XJ-100.
Trình bày và vẽ lại sơ đồ bố trí thiết bị và dụng cụ
trong công tác khoan - khai thác tại xưởng và ngoài
hiện trường.
Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 18 BM. KHOAN & KHAI THÁC
II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1. Thiết bị khoan
2.2. Dụng cụ khoan
2.3. Các dụng cụ trong bộ kéo thả
2.4. Các dụng cụ cứu sự cố và tháo mở cần
Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 19 BM. KHOAN & KHAI THÁC
2.1. Thiết bị khoan
1. Máy khoan
2. Máy bơm dung dịch
3. Tháp khoan
Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 20 BM. KHOAN & KHAI THÁC
1. MÁY KHOAN
Bộ máy khoan trong khoan xoay lấy mẫu gồm có: máy khoan,
động cơ kéo (điện hoặc diesel), máy bơm dung dịch và tháp
khoan.
Các dụng cụ chính của máy khoan
gồm có:
Côn ma sát để đóng mở máy
Hộp số nhiều cấp để điều chỉnh
tốc độ quay khi khoan và kéo
thả cần
Tời, sức kéo của tời phải
tương ứng với tải trọng lớn
nhất của cột cần khoan hay
ống chống của lỗ khoan và hệ
thống ròng rọc được dùng
Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 21 BM. KHOAN & KHAI THÁC
Bộ phận điều chỉnh áp lực lên đáy lỗ khoan tùy thuộc vào hệ
thống điều chỉnh áp lực, có thể phân loại ra các máy khoan
như sau:
1. Máy khoan có hệ thống điều chỉnh áp lực bằng tay đòn
bẩy
2. Máy khoan có hệ thống điều chỉnh áp lực bằng thủy lực
3. Máy khoan có hệ thống điều chỉnh áp lực bằng vít vi sai
4. Máy khoan có hệ thống điều chỉnh áp lực bằng đòn bẩy
vit vi sai
5. Điều chỉnh áp lực bằng cần chủ đạo và bộ phanh tời
(khoan rôto)
MÁY KHOAN
Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 22 BM. KHOAN & KHAI THÁC
Loại 1ư 4 thì sự truyền chuyển động quay cho cần khoan được
truyền qua trục chính. Các máy có thể khoan đứng và khoan
nghiêng.
Loại 5 không có trục chính mà dùng cần chủ đạo kiểu lục lăng
hay vuông 4 cạnh để quay cột cần khoan. Máy khoan rôto chỉ
để khoan các lỗ khoan thẳng đứng ở các đất đá cứng trung
bình và mềm (cấp I ư VII). Trong đất đá mềm bở rời khoan rôto
rất có lợi về tốc độ khoan thương mại so với khoan điều áp
thủy lực và vít vi sai vì không cần phải tháo mở mâm cặp. Để
rút ngắn thời gian di chuyển từ nơi này sang nơi khác người ta
thiết kế đặt máy khoan lên rơ móc hoặc xe ôtô tự hành, chủ
yếu áp dụng cho phương phàp khoan rôto.
MÁY KHOAN
Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 23 BM. KHOAN & KHAI THÁC
Hiện nay các kiểu máy khoan từ 1ư 4
được dùng chủ yếu cho khoan khảo sát
địa chất công trình và khoan thăm dò
khoáng sản cứng nhưng loại thứ 2 (điều
chỉnh bằng thủy lực ) ứng dụng rộng rãi
nhất.
Tùy theo nhiệm vụ mà kích thước và qui
mô của máy có thể khác nhau, có thể
giới thiệu các máy khoan họ ЗИф của
Liên Xô cũ như ЗИф 1200 A,M,MP;
ЗИф 650 A,M; ЗИф 300; ЗИф 150;
ЗИф 75 Các máy khoan của hãng
Longer (USA): Longer 300, 800, 100
Các máy khoan của hãng Koken
(Japan).
MÁY KHOAN
Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 24 BM. KHOAN & KHAI THÁC
Hình 1.1a Các loại máy khoan hoạt
động theo nguyên lý thủy lực
Hình 1.1a giới thiệu
các loại máy khoan
ЗИф 1200MR, ЗИф
650, ЗИф 150; đây là
các kiểu máy khoan
điều khiển áp lực lên
đáy bằng đầu thủy lực
và truyền chuyển động
thông qua hệ thống
mâm cặp và trục
Spindel chủ yếu dùng
cho thăm dò khoán sản
cứng và loại nhỏ dùng
cho khoan khảo sát địa
chất công trình.
MÁY KHOAN
Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 25 BM. KHOAN & KHAI THÁC
8. Tôøi
9. Thaùp daïng coät
10. Ñaàu quay
11. Ñeøn pha
12. Khung baûo veä
13. Löôõi khoan guoàng
xoaén
14. Xylanh thuyû löïc
1. Khung maùy
2. Ñoäng cô diesel 48 HP
3. Xylanh thuyû löïc naâng
vaø haï thaùp
4. Cô caáu ñaäp
5. Hoäp soá truyeàn ñoäng
6. Boä phanh
7. Ñieàu khieån
Hình 1.1b. Thieát bò khoan tự hành YΓb - 50M
Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 26 BM. KHOAN & KHAI THÁC
Hình 1.2. Giới thiệu về thiết bị
khoan thăm dò và khai thác
nước YPb-3AM (kiểu điện áp
lên đáy bằng hệ thông cần
khoan và thanh hãm, truyền
chuyển động quay thông qua
bàn roto)
MÁY KHOAN
Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 27 BM. KHOAN & KHAI THÁC
Thao tác vận hành máy khoan truyền áp bằng thủy lực
Một số chú ý khi thao tác máy khoan truyền áp bằng thủy lực
Muốn sử dụng máy tốt cần phải nắm vững nguyên lí hoạt
động của các bộ phận máy và mối liên hệ giữa chúng với
nhau.
Khi điều khiển máy khoan kiểu ÇΦ, nhất thiết phải theo
những quy định sau:
Không đóng ly hợp của máy bơm nước rửa và bơm dầu
khi chưa ngắt côn diezel.
Muốn đóng ly hợp cho tời và cho đầu quay làm việc
phải ngắt ly hợp nước của máy khoan.
Khi nâng hạ bộ dụng cụ khoan có trọng lượng lớn hơn
500kg cấm không được kéo thả với vận tốc lớn và
phanh đột ngột để tránh quá tải cho cáp và tháp khoan,
tốc độ thả cho phép là 5 – 6 m/s.
Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 28 BM. KHOAN & KHAI THÁC
Không được để ly hợp ma sát làm việc qúa tải, các lá
ma sát bộ trượt sẽ bị hư hỏng.
Dưới đây là phương pháp sử dụng trong từng trường hợp cụ
thể.
1. Chuẩn bị cho máy khoan làm việc
Trước khi cho máy khoan chạy phải quan sát tình hình
chạy của máy diesel hoặc động cơ kéo xem có dấu hiệu gì
nghi là hỏng hóc không. Sau đó tiến hành kiểm tra
Kiểm tra các mối nối giữa các cơ cấu và các chi tiết, sự
bắt chặt chúng với khung máy và giữa giá để máy với
móng máy. Trường hợp cần thiết, phải xiết chặt các
bulông lại.
Kiểm tra độ căng của các dây đai, xích truyền,đóng mở
thử các khớp ly hợp, kiểm tra sự làm việc của hệ thống
phanh tời, trường hợp cần thiết phải điều chỉnh cho thích
hợp.
Thao tác vận hành máy khoan truyền áp bằng thủy lực
Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 29 BM. KHOAN & KHAI THÁC
Tra dầu mỡ vào các bộ phận chi tiết theo sơ đồ hướng
dẫn của từng máy.
Kiểm tra dầu bôi trơn của hộp số, đầu quay, dầu áp lực
trong thùng chứa, tiến hành kiểm tra lưới lọc của gió hút,
tiến hành kiểm tra mối nối của các ống dẫn dầu nếu thấy
cần thiết.
Mắc cáp vào trong tời, chú ý chiều dài cáp phải đảm bảo
khi đặt Elevatơ hay ròng rọc động xuống sàn tháp, thì
trong tời phải còn ít nhất 3 vòng cáp.
Kiểm tra khả năng dễ quay của các trục truyền động của
máy, bằng cách quay trục Spinden bằng tay, khi đã đặt
các tay điều khiển về vị trí truyền lực với tốc độ quay khác
nhau.
Thao tác vận hành máy khoan truyền áp bằng thủy lực
Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 30 BM. KHOAN & KHAI THÁC
Đặt các tay điều khiển về vị trí trung gian hoặc vị trí ngắt
truyền động.
Kiểm tra chiều quay của động cơ điện, trường hợp không
đúng phải đấu lại đầu dây điện.
2. Cho máy chạy
Nếu máy phát lực là động cơ đốt trong thì đầu tiên là phải
khởi động máy phát lực, chờ cho đồng hồ nhiệt báo 70o
mới đóng côn diezel cho hộp phân lực hoạt động. Lúc này
ly hợp ma sát của máy khoan và máy bơm dung dịch phải
ở trạng thái ngắt lực. Khi hộp phân lực đã làm việc ổn
định mới đóng ly hợp của máy khoan và điều khiển các cơ
cấu của máy làm việc với các tốc độ khác nhau. Thử lại
hệ thống lực và có thể bắt đầu khoan.
Thao tác vận hành máy khoan truyền áp bằng thủy lực
Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 31 BM. KHOAN & KHAI THÁC
Nếu máy phát lực là động cơ điện ( trường hợp máy
khoan và máy bơm có động cơ riêng ). Trước hết khởi
động cho động cơ máy khoan làm việc và tiến hành kiểm
tra máy khoan theo các bước trên rồi mới khởi động cho
động cơ máy bơm làm việc, kiểm tra khả năng làm việc
của máy rồi khoan.
3. Chăm sóc máy trong thời gian làm việc
Mục đích là phát hiện các hỏng hóc của máy.
Luôn kiểm tra độ căng của các đai truyền lực, không được
quá căng hay quá chùng.
Luôn chú ý đến nhiệt độ của dầu bôi trơn ở hộp số, hệ
thống thủy lực các chi tiết, các ổ bi, kiểm tra bằng cách đặt
tay vào các chỗ nghi ngờ, nhiệt độ cho phép là nhiệt độ
tay có thể chịu được.
Không đổ dầu mỡ, dung dịch nhầy vào các má phanh của
tời, các đĩa ma sát của ly hợp ma sát.
Thao tác vận hành máy khoan truyền áp bằng thủy lực
Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 32 BM. KHOAN & KHAI THÁC
Không để giá trượt của máy khoan bẩn.
Khi máy làm việc, các bàn kẹp chân máy phải được bắt
chặt, không để máy rung, lắc gây ra hư hỏng.
Luôn theo dõi chỉ số áp suất trên đồng hồ của máy bơm,
trên đồng hồ của máy khoan, không để áp suất vượt quá
giới hạn cho phép.
4. Dừng máy
Thủ tục gồm các bước:
Tháo tải khỏi đầu quay hoặc tời
Để tay điều khiển hộp số về vị trí trung gian
Ngắt ly hợp ma sát của máy khoan
Ngắt ly hợp của máy bơm dầu
Thao tác vận hành máy khoan truyền áp bằng thủy lực
Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 33 BM. KHOAN & KHAI THÁC
Ngắt ly hợp ma sát của máy bơm dung dịch
Ngắt ly hợp ma sát của diezel
Dừng diezel hoặc động cơ có điện
Làm vệ sinh và tra dầu mỡ cho các cơ cấu của máy
5. Chuẩn bị cho hệ thống thủy lực làm việc
Kiểm tra các đầu nối của hệ thống ống dẫn dầu, đặc biệt
chú ý các mối nối ở ống hút, không khí lọt vào thì máy
bơm sẽ không hút được dầu hoặc áp suất dầu trong hệ
thống thủy lực sẽ giảm.
Đổ đầy dầu vào thùng.
Đổ đầy dầu vào máy bơm dầu.
Thao tác vận hành máy khoan truyền áp bằng thủy lực
Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 34 BM. KHOAN & KHAI THÁC
Bơm đầy dầu vào các xilanh đầu máy và hệ thống ống dẫn
bằng cách hạ hai pittong xuống vị trí thấp nhất, để tay van
phân phối về vị trí “spinden đi lên”, vặn van lưu lượng để
nâng pittông lên vị trí cao nhất, sau đó gạt tay van phân
phối về vị trí “Spinden đi xuống”, điều chỉnh van lưu lượng
để bơm dầu vào phần trên xilanh, đẩy pittông đi xuống vị
trí thấp nhất.
Làm như vậy từ 3 – 5 lần để nén hết bọt khí ra khỏi hệ
thống thủy lực.
Sau khi bơm đầy dầu vào các xilanh và đường ống dẫn,
cần đổ thêm dầu vào thùng chứa cho đủ.
Thao tác vận hành máy khoan truyền áp bằng thủy lực
Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 35 BM. KHOAN & KHAI THÁC
Giới thiệu tổng quát về máy khoan YPb – 3AM
Đặc tính kỹ thuật
Các cơ cấu chính
Qui trình sử dụng, vận hành
Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 36 BM. KHOAN & KHAI THÁC
Đặc tính kỹ thuật
Đây là máy khoan đặt trên xe tải tự hành, sử dụng phương
pháp khoan roto và dùng cần chủ đạo.
Máy khoan này không có trục spinđen lên xuống trong qúa
trình khoan mà thay vào đó là 1 bàn rôto có lỗ định hình quay
tại chổ để truyền lực quay cho bộ khoan cụ thông qua cần chủ
đạo.
Cần chủ đạo trong quá trình quay có thể trượt dọc trong lỗ
rôto. Nhờ cấu tạo như vậy nên máy khoan này có thể khoan
liên tục từ 5-6m (bằng chiều dài cần chủ đạo) mới phải dừng
lại để tiếp cần, không dừng lại để xiết chấu mâm cặp và nâng
trục chính như các khoan có trục spinden, do đó năng suất của
máy khoan này rất cao trong đất đá mềm.
Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 37 BM. KHOAN & KHAI THÁC
Đặc tính kỹ thuật
Bộ máy khoan kiểu này được thiết kế theo kiểu tự hành, toàn
bộ các thiết bị tới, bàn rôto, hộp tốc độ, tháp khoan, máy phát
lực hoặc máy phát điện (8,5kw) để cung cấp điện cho động cơ
máy trộn dung dịch và hệ thống chiếu sáng, đều được đặt gọn
trên xe ôtô. Do vậy nó có tính cơ động cao.
Máy khoan này được dùng để khoan các giếng thủy văn, địa
chất công trình với chiều sâu lớn nhất là 300m hoặc 500m
tùy theo đường kính mở lỗ.
Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 38 BM. KHOAN & KHAI THÁC
11.Ly hợp
12.Thùng dầu thủy
lực
13. Tay điều khiển
14. Tời
15. Hộp số
16. Bảng điện
17. Máy phát điện
18.Bộ truyền dẫn
máy phát điện
19.Khung
1. ôtô MA3-500A
2. Động cơ diesel
3. Thùng nhiên
liệu
4. Ben thủy lực
nâng hạ tháp
5. Tháp khoan
6. Ròng rọc động
7. Móc
8. Roto
9. Kích
10.Máy bơm khoan
HÌNH 1.3: THIẾT BỊ KHOAN YPb-3AM
Máy khoan thăm dò và
khai thác nước YPb – 3AM
Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 39 BM. KHOAN & KHAI THÁC
Các cơ cấu chính
1. Hộp biến tốc cấu tạo gồm:
Vỏ 1, trong vỏ này bố trí một trục chủ động I, trục bị động II,
trục đổi chiều quay III, mỗi trục đều đỡ trên hai ổ bi.
Trên trục I có vấu ly hợp 2 lắp then hoa với trục; bánh đai
thang 3 lắp quay trơn bằng ổ bi với trục, bánh răng Z1 và
nhóm hai bánh răng Z2, Z3 lắp then hoa với trục nhờ hai
tay gạt thông ra ngoài vỏ hộp để thay đổi sự ăn khớp với
các trục bánh răng II.
Trên trục II có các bánh răng trụ Z4, Z5, Z6 và bánh răng
côn Z7 lắp cố định với trục; vấu ly hợp 5 lắp then hoa với
trục; trục truyền động cho bàn roto qua trục 6 lắp quay trơn
bằng ổ bi với trục.
Trên trục III có các bánh răng Z8 và Z9 lắp cố định, bánh
răng Z8 luôn luôn ăn khớp với bánh răng Z4 của trục II và
bánh răng Z9 có khả năng ăn khớp với bánh răng Z1.
Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 40 BM. KHOAN & KHAI THÁC
Việc thay đổi tốc độ diễn ra như sau:
Số 1: Gạt cho bánh răng Z1 ăn nkhơ1p với bánh răng
Z4.
Số 2: Gạt cho bánh răng Z3 ăn khớp với Z6.
Số 3: Gạt cho bánh răng Z2 ăn khớp với Z5.
Đổi chiều quay: Gạt bánh răng Z1 cho ăn khớp với Z9.
2. Bàn rôto: Dùng để truyền lực quay cho bộ dụng cụ khoan, để
làm giá đỡ trong quá trình kéo, thả hoặc chống ống.
3. Tời
Cấu tạo: Thuộc loại tời ma sát cấu tạo gồm trục tời, tang
tời, ổ bi, bộ ly hợp ma sát (moayơ, đĩa chủ động, đòn bẩy
ép, đai ốc, vòng ép, chốt hãm), lò xo, đĩa bị động, côn đội.
Các cơ cấu chính
Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 41 BM. KHOAN & KHAI THÁC
Nguyên lý truyền động: Khi con đội chuyển động sang
phải, cánh tay đòn bên trái của đòn bẩy bị nâng lên làm
cho cánh tay đòn bên phải tỳ mạnh vào đĩa ma sát chủ
động, ép toàn bị các đĩa của ly hợp thành một khối, lực
được chuyển từ trục tời sang tang tời, đồng thời lúc này lò
xo bị ép. Khi con đội chuyển sang trái, cánh tay đòn bên
trái của đòn bẩy hạ xuống, cánh tay đòn bên phải nâng
lên, lò xo sẽ đẩy cho các đĩa ly hợp tách rời sau ra, lực sẽ
bị ngắt, trục tời cùng các đĩa chủ đạo tiếp tục quay còn đĩa
bị động và tăng tời cùng các đĩa chủ đạo tiếp tục quay còn
đĩa bị động và tang tời thì không quay.
Các cơ cấu chính
Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 42 BM. KHOAN & KHAI THÁC
4. Hệ thống thủy lực
Trên máy khoan YPb – 3AM có trang bị một hệ thống thủy
lực với nhiệm vụ dừng, hạ thấp và kích nhổ ống chống
hoặc cứu sự cố.
Nguyên lý làm việc như sau: Khi dựng tháp thì dùng van
điều tiết và van lưu lượng để mở cho dầu vào kích dựng
tháp, van điều chỉnh lưu lượng xả dầu về thùng qua đó để
điều chỉnh tốc độ dựng tháp, khi hạ thấp van lưu lượng
mở hoàn toàn và dùng van điều chỉnh để điều chỉnh tốc
độ hạ dưới lực nén của trọng lượng tháp, dầu sẽ qua van
lưu lượng và van điều tiết để về thùng. Van an toàn có tác
dụng khống chế áp lực làm việc của hệ thống thủy lực.
Các cơ cấu chính
Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 43 BM. KHOAN & KHAI THÁC
Qui trình sử dụng và vận hành
1. Kê đặt xe khoan
Xe khoan phải được đặt trên một nền đất bằng phẳng,
vững chắc. Các bánh xe ô tô phải được chèn chặt. Không
được phép dịch chuyển trong quá trình khoan.
2. Chuẩn bị dựng tháp
Tháo móc giằng, nối hai nửa của tầng trên lại với nhau.
Lắp sàn thợ phụ, thang, lan can bảo vệ.
Tháo khối ròng rọc động từ giá giữ xe, đặt nó xuống
ngang cạnh bàn rôto.
Bơm mở vào ổ của ròng rọc định tháp, ròng rọc động.
Kiểm tra lại các mối nối tháp
Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 44 BM. KHOAN & KHAI THÁC
3. Dựng tháp
Kiểm tra lượng dầu áp lực trong thùng, nếu thiếu phải đổ
thêm vào (dầu trước khi đổ vào thùng phải được lọc sạch)
Khởi động máy phát lực.
Mở hòan toàn van thủy lực điều tiết và van lưu lượng.
Nới vít hãm trục điều khiển li hợp máy bơm dầu, ngắt ly
hợp diezel, đóng ly hợp máy bơm dầu, vặn chắc vít hãm
trục điều khiển ly hợp máy bơm dầu vào.
Vặn đóng dần van lưu lượng vào, tăng dần áp lực dầu
trong hệ thống đến (45 - 60 at) lúc này tháp sẽ bắt đầu
được dựng lên. Nếu áp suất đạt đến 60 at mà tháp vẫn
chưa dựng được, thì phải nới van lưu lượng xả hết dầu về
thùng, tìm nguyên nhân rồi mới tiếp tục dựng lại.
Qui trình sử dụng và vận hành
Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 45 BM. KHOAN & KHAI THÁC
Khi hai chân tháp đã chạm đất, mở hoàn toàn van lưu
lượng, đóng chặt van điều tiết. Cho máy bơm dầu ngừng
làm việc.
Bắt chặt thân tháp vào sàn xe, văn các kích chịu lực
xuống vị trí làm việc, kéo cần chủ đạo lên, kéo căng các
dây chằng và điều chỉnh cho cần chủ đạo phù hợp với lỗ
rôto.
4. Hạ tháp được tiến hành như sau:
Kiểm tra lại mức dầu áp lực trong thùng.
Hạ cần chủ đạo xuống mặt đất.
Tháo xirêga ra khỏi xanhich, nới phanh tời, đặt hệ thống
ròng rọc động lên tang tời
Tháo các dây chằng tháp, tháo móc giữ chân tháp ở sàn
xe.
Qui trình sử dụng và vận hành
Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 46 BM. KHOAN & KHAI THÁC
Cho máy phát lực làm việc, mở van điều tiết và van lưu
lượng cho máy bơm dầu làm việc.
Đóng dần van lưu lượng, nâng áp suất dầu của hệ thống
thủy lực lên (20 - 25at) giữ như thế trong vòng 2 phút.
Mở hoàn toàn van lưu lượng, đóng chặt van điều tiết, sau
đó nới van điều tiết ra khoảng 1 vòng ren, bắt đầu hạ tháp
xuống, đầu tiên phải dùng dây cáp chằng tại đỉnh tháp kéo
cho tháp rơi khỏi vị trí cân bằng.
Qui trình sử dụng và vận hành
Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 47 BM. KHOAN & KHAI THÁC
MÁY BƠM DUNG DỊCH
Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 48 BM. KHOAN & KHAI THÁC
Khái niệm
Dòng dung dịch làm sạch mùn khoan ở đây là dung dịch
tuần hoàn liên tục trong lỗ khoan, nhằm thực hiệc các
chức năng sau:
Làm mát và bôi trơn dụng cụ
Tách và mang mùn khoan ra khỏi đáy lỗ khoan.
Ổn định thành giếng khoan
Truyền dẫn thông tin từ đáy lên miệng giếng
Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 49 BM. KHOAN & KHAI THÁC
Khái niệm
Trong khoan địa chất người ta dùng máy bơm chuyên dùng
thường là bơm pittông, vì máy bơm này có khả năng bơm
được dung dịch, nó có sức đẩy lớn thắng được sức cản trong
lòng cột cần khoan, có thể bơm dung dịch nước và cát nhưng
tuổi thọ vẫn cao.
Một ưu điểm nổi bật của máy bơm pittông là hầu như lưu
lượng bơm không đổi khi áp suất bơm tăng trong chừng mực
cho phép.
Ngược lại ở bơm ly tâm, lưu lượng bơm giảm liên tục và có
khả năng bằng không khi áp suất bơm tăng (điều đó không
cho phép sử dụng bơm ly tâm trong tác khoan).
Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 50 BM. KHOAN & KHAI THÁC
Cấu tạo máy bơm dung dịch
1-Cửa đẩy;
2a, 2a-Van đẩy;
3a,3b-Van hút;
4-Quả Piston;
5-Xilanh;
6-Ống hút;
7-Bộ phận bịt kín cần Piston;
8-Con trượt;
9-Cần Piston;
10-Tay biên;
11-Tay quay;
12-Bánh đá truyền lực;
13-Bình khí;
14-Đầu nối tuy ô xa nhích
Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 51 BM. KHOAN & KHAI THÁC
Công dụng yêu cầu đối với máy bơm Piston
1. Công dụng: Trong bộ thiết bị khoan, máy bơm là thiết bị quan trọng
để đảm bảo việc vận chuyển mùn khoan ra khỏi lỗ khoan, đưa dung
dịch xuống đáy, nếu máy bơm có áp suất nén đủ lớn tránh được sự
lắng mùn khoan hoặc sập lở thành và sẽ hạn chế được kẹt bộ khoan
cụ, góp phần nâng cao năng suất khoan.
2. Yêu cầu: Dung dịch trong khoan thường chứa một hàm lượng các
chất gây ăn mòn. các chi tiết của máy bơm hoặc là phải có tỷ trọng
và độ nhớt lớn, do đó yêu cầu máy bơm phải có các tính chất sau:
Có khả năng bơm được dung dịch có độ nhớt cao tỷ trọng lớn
như dung dịch nặng hoặc dung dịch ximăng.
Các chi tiết như xilanh, pittông và các van phải có khả năng
chống ăn mòn và mài mòn cao. Khi hư hỏng dễ thay thế.
Có khả năng cung cấp đầy đủ áp suất lưu lượng của dung dịch,
duy trì dòng tuần hoàn bình thường và liên tục để tránh lắng
đọng mùn khoan.
Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 52 BM. KHOAN & KHAI THÁC
Phương pháp sử dụng máy bơm
Phân loại máy bơm pitton
Tuỳ theo tác dụng của một hành trình có thể phân ra bơm
tác dụng đơn và tác dụng kép.
Tác dụng đơn là với một hành trình kép (đi và về) của
pitton thì chí có môt lần hút và một lần đẩy.
Tác dụng kép là với một hành trình kép đi và về của
pitton sẽ có 2 lần hút và 2 lần đẩy.
Tùy theo số xy lanh của bơm người ta có thể có các bơm
1, 2, 3, 4 xylanh
Hiện nay phổ biền nhất là bơm pitton tác dụng kép 2 hoặc
3 xy lanh
Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 53 BM. KHOAN & KHAI THÁC
Phương pháp sử dụng máy bơm
Chuẩn bị cho máy làm việc
1. Kiểm tra van 1 chiều, lưới lọc của giỏ hút (Krepin), chỗ nối
của giỏ hút và ống hút.
2. Kiểm tra kỹ ống hút, ống đẩy, xem có bị thủng, hẹp, tắc, rò
rỉ tại các đầu nối không, kiểm tra các mối nối cơ khí các
máy bơm.
3. Kiểm tra hệ thống các van.
4. Kiểm tra dầu bôi trơn, bơm mỡ vào các vú mỡ ở ly hợp
ma sát vào các chỗ khác.
5. Kiểm tra dầu trong ống cong của các đồng hồ áp suất.
6. Để độ căng của đai truyền lực đúng quy định.
7. Kiểm tra kỹ các bộ phận chuyển động. Không để bất cứ
vật gì trên chúng.
Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 54 BM. KHOAN & KHAI THÁC
Phương pháp sử dụng máy bơm
Cho máy bơm làm việc
1. Khi cho máy bơm làm việc chú ý mấy điểm sau:
2. Trước khi khởi động máy diezel cần ngắt ly hợp bơm.
3. Sau khi khởi động máy diezel, nếu puli truyền lực của máy
bơm đã quay thì nhẹ nhàng đóng ly hợp của máy bơm.
Cần chú ý không để bánh đai truyền lực quay không tải
lâu, vì sẽ làm hỏng hệ thống ly hợp.
4. Qua van ba ngã xem xét sự làm việc của máy bơm để
khắc phục những hiện tượng bình thường không có.
5. Khi máy bơm làm việc bình thường dùng van ba ngã để
điều chỉnh luợng nước vào lỗ khoan.
Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 55 BM. KHOAN & KHAI THÁC
Phương pháp sử dụng máy bơm
6. Quay thử bằng tay xem có vấn đề gì không.
7. Mồi đầy nước vào phần hút qua van đẩy. Vặn van ba ngã
cho nước xả hoàn toàn. Phân loại mày bơm pitton
Chăm sóc máy bơm trong quá trình làm việc
1. Để đảm bảo máy bơm làm việc lâu dài, không bị hỏng vặt,
tạo điều kiện tăng năng suất khoan và tránh sự cố kẹt, cần
phải chú ý kiểm tra chăm sóc máy bơm trong lúc làm việc
theo một số yêu cầu chính sau đây:
2. Theo dõi sự làm việc của máy bơm. Theo dõi đồng hồ áp
suất, không được để máy bơm làm việc vượt quá áp suất
tối đa và vượt qúa số vòng quay quy định.
3. Theo dõi mức dầu bôi trơn trong cácte, sau thời gian làm
việc 600 giờ phải thay dầu mới. Theo dõi các ổ bi không
để chúng làm việc quá nóng.
Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 56 BM. KHOAN & KHAI THÁC
Phương pháp sử dụng máy bơm
4. Kiểm tra van an toàn, van máy bơm. Kiểm tra giỏ hút,
không để tắc.
5. Không để nước phụt ra ở cần pittông. Không để dầu mỡ
dính vào dây đai và bánh đai. Không để ly hợp ma sát
trượt hoặc dầu mỡ dính váo đĩa ma sát.
6. Khi điều chỉnh van ba ngã phải theo dõi đồng hồ áp suất
phòng ngừa tắc nước, bể nước.
Dừng máy
1. Khi dừng máy cần phải giảm tải bằng cách xả hoàn toàn
dung dịch, sau đó ngắt van ly hợp ở hộp phân lực nếu có.
Không nên ngắt lâu dài ly hợp ma sát.
2. Khi ngừng làm việc lâu dài cần phải rửa sạch bên trong
cũng như bên ngoài máy, sau đó bơm mỡ bảo quản các
chi tiết của cơ cấu thủy lực như van, xilanh, cần pittông và
các bộ phận khác.
Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 57 BM. KHOAN & KHAI THÁC
3. Tháp khoan
Tháp khoan là một bộ phận của cụm thiết bị khoan, nó là một công
trình gồm tháp khoan và nhà khoan. Tháp khoan dùng để kéo thả cần
khoan, ống chống và dựng cần khoan. Nhà khoan để đặt thiết bị
khoan và che mứa nắng cho công nhân khi làm việc.
Tùy theo hình dáng có thể gặp các loại tháp như sau:
1. Tháp 3 chân: Dùng chủ yếu cho khoan tay và khoan khảo sát địa
chất công trình.
2. Tháp 4 chân: Thường dùng cho khoan khoáng sản cứng, khoan
dầu khí và giếng khoan sâu trên đất liền, sử dụng các giàn khoan
cố định.
3. Tháp chữ A: Sử dụng cho các giếng khoan sâu như khoan dầu
khí.
4. Tháp dạng cột: Thường dùng cho các giàn khoan tự hành để
khoan thăm dò và khai thác nước, khoan thăm dò về bản đồ, địa
chất, có chiều sâu dưới 500M.
Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 58 BM. KHOAN & KHAI THÁC
Tháp khoan
Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 59 BM. KHOAN & KHAI THÁC
Chiều cao tháp
Tùy theo chiều dài cần dựng mà chọn chiều cao tháp. Chiều
dài cần dựng được chọn theo chiều sâu giếng khoan. Chiều
cao tháp khi khoan giếng thẳng đứng được xác định như sau:
H = h1+h2+h3+h4 (m)
H: chiều cao của tháp
h1: chiều dài cần dựng
h2: chiều dài bộ ròng rọc động (ròng rọc động, móc treo, chụp
nâng cần)
h3: chiều cao nhô lên của ống định hướng hoặc của máy
tháo mở cần.
h4: khoảng cách nhỏ nhất cho phép giữa trục ròng rọc động
và ròng rọc tĩnh khi nâng để tháo cần khỏi vinca.
Chọn thiết kế H còn có khi phải tuân theo chiều dài ống chống
hoặc bộ ống mẩu và bộ cần dự định sử dụng.
Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 60 BM. KHOAN & KHAI THÁC
Hệ ròng rọc
Cấu tạo ròng rọc
Khối ròng rọc tĩnh: Gồm các ròng
rọc đặt treo cố định trên tháp
Khối ròng rọc động: Gồm các ròng
rọc chuyển động lên xuống trong
quá trình làm việc, chúng được treo
bởi các nhánh cáp, và đồng thời
cũng là nơi móc nối với tải trọng
cần phải nâng.
Dây cáp: được mắc từ tời luồn qua
các ròng rọc tĩnh và ròng rọc động,
kể cả phần cáp động có chiều dài
thay đổi trong quá trình kéo thả bộ
khoan cụ.
Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 61 BM. KHOAN & KHAI THÁC
Hệ ròng rọc
Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 62 BM. KHOAN & KHAI THÁC
Hệ ròng rọc
Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 63 BM. KHOAN & KHAI THÁC
Hệ ròng rọc
Xác định tải trọng lên tháp
Tuỳ theo cấu tạo của hệ thống ròng rọc mà tải trọng tác dụng lên
tháp được xác định như sau:
Mắc ròng rọc theo kiểu không có ròng rọc động:
QT = 2Qm (kg)
QT: tải trọng lên tháp (kg), Qm: tải trọng trên mốc (kg)
Mắc ròng rọc đầu cuối cáp buộc vào đỉnh tháp hay khối ròng
rọc động
trong đó: η: Hiệu suất của hệ thống ròng rọc
Mắc ròng rọc có đầu cáp chết buộc xuống sàn
m .η
Q Q Q m
T m = +
η.
2 .
m
Q Q Q m
T m = +
Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 64 BM. KHOAN & KHAI THÁC
Sơ đồ một số hệ thống ròng rọc
Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 65 BM. KHOAN & KHAI THÁC
Xác định lực căng của cáp và điều chỉnh áp lực
Xác định lực căng của cáp
Thông thường người ta sử dụng hệ thống ròng rọc kiểu
1×2, 2×3 thì lực căng trên mỗi nhánh cáp là:
Theo kiểu 1×2 thì có số nhánh cáp động m=2 thì
(kg) (với η = 1)
Các bước tiến hành để điều chỉnh áp lực
Khi khoan các lỗ khoan bằng máy khoan họ ÇΦ hay YPb
ư3AM sử dụng đầu quay rôto với cần chủ động. Việc điều
chỉnh áp lực lên choòng ở đáy sẽ được tiến hành bằng tời
thông qua hệ thống ròng rọc.
m .η
P = Q m
2
m P = Q
Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 66 BM. KHOAN & KHAI THÁC
Xác định lực căng của cáp và điều chỉnh áp lực
Các bước tiến hành như sau:
1. Cân Bộ khoan cụ: Thả toàn bộ dụng cụ vào lỗ khoan, cần chủ
đạo đã được luồn qua lỗ roto hoặc đầu quay, dùng tời treo toàn
bộ dụng cụ cách đáy 0,5m. Cho đầu roto quay, đồng thời bơm
dung dịch vào lỗ khoan với các trị số như khi khoan. Đọc trị số
đối diện với kim trên mặt kế được trị số P, đem với số nhành cáp
động, sẽ nhận được trị số trọng lượng bộ dụng cụ khoan treo
trên mốc. Cụ thể trong trường hợp này trọng lượng bộ dụng cụ
khoan Qm = 2P
2. Điều chỉnh áp lực khi khoan trong trường hợp tiến hành khoan
theo chế độ giảm tải.
3. Nếu gọi áp lực lên đáy lỗ khoan là C, thì tời nâng bớt lên một lực
là P = Qm – C trên móc treo. Muốn vậy sau khi cân xong người
ta thả toàn bộ dụng cụ lên đáy lỗ khoan, sau đó dùng tay tời bớt
tải sao sao kim áp kế chỉ vào trị số là có thể bắt đầu khoan
được.
Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 67 BM. KHOAN & KHAI THÁC
2.2. Dụng cụ khoan
1. Giới thiệu chung
2. Bộ ống mẫu khoan
3. Lưỡi khoan và choòng khoan
4. Các đầu nối chuyển tiếp
5. Ống slam (ống Slam)
6. Cần khoan
7. Cần nặng
Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 68 BM. KHOAN & KHAI THÁC
1. Giới thiệu chung
Bộ dụng cụ khoan hoàn chỉnh nhất để thể hiện
ở hình bên.
Các dụng cụ kéo thả và tháo lắp
1- lưỡi khoan, 2- ống mẫu, 3- Pêrêkhôt slam, 4-
ống slam, 5- cần khoan, 6- nhippen,7- nửa
nhippen,
8- đầu nối chuyển tiếp cột cần khoan với đầu
xanhích, 9- đầu xa nhích, 10- elevatơ nửa tự
động, 11- đầu nối dùng khi kéo thả bộ dụng cụ
bằng elêvatơ nửa tự động, 12- elêvatơ đơn
giản,
13- khoá bản lề cho cần, 14- khơmút bản lề cho
cần, 15- vinca đỡ cần, 16- vinca tháo cần, 17-
kiềm cặp lưỡi khoan, 18- khoá bản lề cho ống
mẫu, ống chống,
19- ống nén từ máy bơm lên, 20- khơmút bắt
chặt ống nén với vòi dẫn của đầu xanhích
Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 69 BM. KHOAN & KHAI THÁC
Giới thiệu chung
Thông thường tùy theo mục đích của công tác khoan hay phương
pháp khoan sử dụng mà người ta có thay đổi từng dụng cụ trong bộ
khoan cụ đầy đủ:
Với phương pháp khoan roto phá toàn đáy người ta thay lưỡi
khoan 1 bằng chòng 3 chóp xoay hoặc choòng 3 cánh, không sử
dụng ống mẩu 2 và ống slam 4, đầu nối 3. Trong khoan dầu khí
bắt buộc phải sử dụng cần định tâm.
Khoan khảo sát địa chất công trình: nếu lấy mẫu lõi sử dụng lưỡi
khoan 1, nếu lấy mẩu nguyên dạng thay 1 bằng bộ ống mẩu
nguyên dạng; bỏ ống slam 4, thay đầu nối 3 bằng pêrêkhốt phay,
bỏ cần nặng và cần định tâm.
Khoan khoáng sản cứng: Sử dụng bộ dụng cụ hoàn chỉnh như
hình vẽ, nếu khi khoan bi thay lưỡi khoan hợp kim cứng 1 bằng
lưỡi khoan bi, nếu khoan lấy mẩu bở rời có thể thay ống mẩu 2
bằng các loại ống mẩu nồng đôi chuyên dụng
Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 70 BM. KHOAN & KHAI THÁC
2. Bộ ống mẫu khoan
Bộ ống mẫu bao gồm: lưỡi khoan, ống bẻ mẫu, ống mẫu
và Pêrêkhốt
Bộ ống mẫu có nhiệm vụ chứa mẫu đất đá ở đáy lỗ
khoan, bảo vệ mẫu và định huớng cho lỗ khoan.
Trong khoan hợp kim cứng, bộ ống mẫu gồm: lưỡi khoan,
ống bẻ mẩu, lò xo bẻ mẫu, ống mẫu.
Trong khoan bi bộ ống mầu gồm: lưỡi khoan bi, ống mẫu,
pêrêkhốt Slam, ống đựng mùn khoan.
Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 71 BM. KHOAN & KHAI THÁC
Ống mẫu
1. Công dụng: ống mẫu là chi tiết nối giữa lưỡi khoan và pêrêkhốt nó có
tác dụng để đón chứa mẫu và định hướng cho lỗ khoan trong quá
trình khoan.
2. Cấu tạo: ống mẫu làm bằng thép, có dạng hình trụ với chiều dài
thông thường l = 1,5, 3, 4,5 và 6m. Hai đầu ống mẫu được tiện ren
thang, bước ren 4mm đoạn tiện ren 40mm để nối với lưỡi khoan và
pêrêkhốt. Trường hợp cần tăng khả năng định hướng của ống mẫu
thì các ống mẫu được nối lại với nhau để tăng chiều dài.
l
OÁng maãu a
d D
Ñaàu noái oáng maãu (nhíp pen)
D d
OÁng maãu thaønh daøy
Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 72 BM. KHOAN & KHAI THÁC
Ống mẫu
3. Cách sử dụng và bảo quản ống mẫu: Chất lượng ống mẫu sử
dụng phải đạt được các yêu cầu sau:
Hình dạng không méo, thành ống không dày mỏng khác
nhau quá giới hạn cho phép.
Độ cong của ống mẫu không được vượt quá giới hạn sau:
Các ống có đường kính từ 34 ư 89mm được phép
cong 1mm/1m chiều dài.
Các ống có đường kính từ 108 ư 146mm được phép
cong 1mm/1m chiều dài.
Các ống có đường kính từ 168 ư 219mm được phép
cong 1,3mm/1m chiều dài.
Các nhippen được phép cong tới 1,5mm/1m chiều dài
Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 73 BM. KHOAN & KHAI THÁC
Ống mẫu
Ren của ống mẫu và nhippen phải nhẵn, không được sứt hoặc có
những biến dạng khác. Khi lắp vào lưới khoan hay pêrêkhốt, lúc đầu
có thể vặn bằng tay nhẹ dàng nhưng không có độ rơ, sau đó phải
dùng khóa vặn để siết chặt.
Trong quá trình khoan, thấy mặt ngoài của ống chỗ cắt ren bị mòn
nhiều thì phải kiểm tra để loại bỏ hoặc cắt ren lại.
Khi khoan bi bằng ống mẫu thành mỏng, sau hai hiệp khoan phải đổi
đầu ống ngược lại.
Kinh nghiệm cho thấy ống mẫu thành dầy được sử dụng rộng rãi.
Khi di chuyển, không được quăng, quật để đảm bảo ống mẫu không
bị méo cong. Các ống mẫu phải để nơi khô ráo có bôi mỡ vào ren và
lắp vòng để bảo vệ ren.
Trường hợp muốn tăng chiều dài ống mẫu để chống khả năng cong
lệch lỗ khoan có thể nối các ống mẫu với nhau bằng nhíppen, nhưng
phải chú ý sự đồng trục của chúng chống sự rung đảo khi khoan.
Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 74 BM. KHOAN & KHAI THÁC
3. Lưỡi khoan và choòng khoan
Các lưỡi khoan phá Các lọai chòong khoan ba chóp xoay
Choòng khoan lấy mẫu
Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 75 BM. KHOAN & KHAI THÁC
A. Lưỡi khoan dùng cho khoan xoay - lấy mẫu
Lưỡi khoan hợp kim: dùng để khoan đất đá mềm, cứng trung
bình và cứng (cấp I đến VII theo độ khoan).
Lưỡi khoan bi: dùng để khoan các loại đất đá từ trung bình
đến kiên cố (cấp V đến X theo độ khoan).
1. Lưỡi khoan hợp kim
Những hạt cắt hợp kim cứng đem gắn vào lưỡi khoan có
dạng hình khối chữ nhật, hình thoi, hình tám mặt, hình thoi
vát đầu, hình kim và hình tấm các hạt cắt được chia làm
hai nhóm:
Hạt cắt hợp kim cứng để gắn vào lưỡi khoan bình
thường.
Hạt cắt hợp kim cứng để gắn vào lưỡi khoan tự mài.
Tùy theo tính chất của đất đá khoan qua mà người ta
chọn hạt cắt, số lượng hạt cắt và cách bố trí chúng trên
vành lưỡi khoan cho phù hợp
Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 76 BM. KHOAN & KHAI THÁC
A. Lưỡi khoan dùng cho khoan xoay - lấy mẫu
2. Lưõi khoan bi
Là 1 ống thép hình trụ rỗng, có chiều dài (500 ± 10mm),
đầu trên được cắt ren thang trong để nối với ống mẫu,
đầu dưới được xẻ 1 rãnh xoắn lập với đáy 1 góc 70ư750,
chiều rộng bằng 1/5ư1/6 chu vi, chiều dài 150ư180mm.
Rãnh này có tác dụng để thóat dung dịch và dẫn bi từ trên
xuống bề mặt làm việc của lưỡi khoan trong quá trình
khoan.
b- Daïng toång quaùt cuûa vaønh löôõi khoan coù theå
xeû caùc raõnh thoaùt nöôùc
a- Vaønh löôõi
Maët caét
Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 77 BM. KHOAN & KHAI THÁC
A. Lưỡi khoan dùng cho khoan xoay - lấy mẫu
3. Lưỡi khoan kim cương
Lưỡi khoan kim cương hạt nhỏ một
lớp
Dùng để khoan trong các lọai
đất đá có độ mài mòn nhỏ,
không nức nẻ, đồng nhất độ
cứng trung bình (Cấp VII – IX).
Các hạt kim cương có độ hạt
từ 20 ư 50 hạt/cara được phân
bố thành một lớp trên bề mặt
làm việc của đầu mút. Có 2
đến 6 rảnh thoát nước.
Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 78 BM. KHOAN & KHAI THÁC
A. Lưỡi khoan dùng cho khoan xoay - lấy mẫu
Sự phá hủy đất đá do tác dụng cắt gọt của các hạt cấu
thành một lớp trên đầu mút của lưỡi khoan nên các hạt bị
mất dần làm giảm tốc độ khoan.
Tuy nhiên nó cũng có những ưu điểm sau:
Gần 50% kim cương có thể được lấy ra để dùng lại
Các lưỡi khoan ít bị mòn theo đường kính ngòai
đường, kính trong.
Ngoài ra nó cũng có nhược điểm rất lớn là các hạt dễ
bị vỡ ra dưới ảnh hưởng của những va động mạnh khi
khoan trong tầng đất đá rắn chắc, nứt nẻ cấu trúc
không đồng nhất.
Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 79 BM. KHOAN & KHAI THÁC
A. Lưỡi khoan dùng cho khoan xoay - lấy mẫu
Lưỡi khoan kim cương hạt nhỏ nhiều lớp
Dùng để khoan trong đất đá có độ cứng cấp IX đến XI, có độ mài
mòn, nứt nẻ không đồng nhất và phân bố thành các lớp song
song.
Ưu điểm
Tỏa nhiệt tốt, vì cho phép khoan với tốc độ vòng quay lớn để
tăng tốc độ cơ học khoan.
Tăng thời gian làm việc của lưỡi khoan.
Nhược điểm
Khối lượng của kim cương trong một lớp giảm nên dễ dàng
bị quá tải làm hỏng lưỡi khoan, tăng mức độ hao mòn kim
cương.
Sự bong ra của các hạt kim cương không còn khả năng làm
việc, sẽ làm hỏng lớp kim cương và ảnh hưởng tới những
hạt kim cương còn lại.
Thực tế cho thấy sử dụng lưỡi khoan kim cương lọai này
không kinh tế.
Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 80 BM. KHOAN & KHAI THÁC
A. Lưỡi khoan dùng cho khoan xoay - lấy mẫu
Lưỡi khoan kim cương thấm nhiễm
Dùng để khoan trong đất đá nứt nẻ, không đồng nhất, có độ mài
mòn cao và kiên cố cấp IX đến XII theo độ khoan. Ơ lưỡi khoan
này các hạt kim cương với cở hạt từ 120 ư 200 hạt/cara được
phân bố điều đặn trong khối hợp kim, các hạt kim cương phụ
bên sường có kích thước lớn (độ hạt từ 30 ư 60 hạt/cara). Phá
hủy đất đá theo nguyên tắc tự mài và cắt gọt. Đây là loại lưỡi
khoan sử dụng rất kinh tế và có những ưu nhược điểm sau:
Ưu điểm
Tải trọng nén lên hạt cắt ổn định trong suốt quá trình khoan,
nên bảo đảm hạt kim cương không bị qúa tải với tốc độ
khoan ổn định.
Điều kiện nhiệt tốt, lưỡi khoan ít bị hỏng và cho khoan với sộ
vòng quay lớn (800 ư 1000 vòng/phút).
Hướng dẫn thực tập khoan – khai thác 81 BM. KHOAN & KHAI THÁC
B. Lưỡi khoan dùng cho khoan xoay phá toàn đáy
1. Các kiểu choòng làm việc theo nguyên lý cắt
Choòng lưới cắt loại PX (choòng đuôi cá):
trong choòng có 02 rãnh thoát nước và được đắp 2 đến 3
lớp hợp kim cương có độ dày từ 0,5 đến 1mm.
Đường kính của choòng này là 92, 111,131, 181, 195,
284mm. Choòng được sử dụng trong tầng đất đá mềm bở
cấp I đến III.