Các cấu trúc phức tạp liên tục gây ra sự cố? Bạn cần một "Hướng dẫn so sánh đá và máy khoan"
Vấn đề cốt lõi của khoan đá ngầm: thách thức kép về hiệu quả và an toàn. Tại các địa điểm thăm dò và khai thác ngầm, việc khoan chậm trong các thành tạo phức tạp là một nút thắt cổ chai dai dẳng, cản trở tiến độ. Nghiêm trọng hơn cả hiệu suất thấp là những rủi ro lan tỏa do chọn sai mũi khoan — điều này không chỉ làm tăng độ mài mòn của dụng cụ mà còn là mối nguy hiểm an toàn hệ thống.
Trong các thành hệ có cường độ nén đơn trục trên khoảng 15.000 psi, việc lựa chọn sai mũi khoan có thể gây ra hậu quả nghiêm trọng: tỷ lệ xuyên thủng có thể giảm hơn 50%, độ mòn mũi khoan tăng đáng kể, và tệ hơn nữa, có thể xảy ra sập lỗ khoan, kẹt ống và các sự cố nghiêm trọng khác. Những vấn đề này dẫn đến chậm tiến độ, chi phí tăng vọt và thậm chí có thể gây nguy hiểm cho nhân viên. Giải quyết vấn đề này đòi hỏi phải tìm ra sự kết hợp phù hợp giữa mũi khoan và đá.
Chìa khóa để phá vỡ thế bế tắc: “nguyên tắc vàng” giữa mũi khoan và đá Cuộc cách mạng về hiệu quả khoan ngầm phụ thuộc vào việc nắm vững “nguyên tắc vàng” giữa mũi khoan và đá. Các loại đá khác nhau có các đặc tính vật lý cơ bản khác nhau (cường độ nén, mật độ, phân bố khuyết tật), và các thiết kế mũi khoan khác nhau hoạt động như những “công cụ ngầm” được chế tạo chuyên dụng. Chỉ bằng cách kết hợp chính xác loại mũi khoan với đặc điểm của thành hệ, bạn mới có thể tối đa hóa hiệu quả khoan và cân bằng hiệu quả với an toàn.
Không có loại mũi khoan nào chung cho mọi loại đá, nhưng có một lựa chọn tối ưu cho từng loại đá. Ba loại mũi khoan lõi sau đây tương ứng với các dải cường độ đá khác nhau và tạo thành cốt lõi của nguyên tắc khớp nối vàng.
(a) “Kẻ chinh phục nhẹ nhàng” trên đá mềm trung bình: mũi khoan mặt lồi. Mũi khoan mặt lồi đặc biệt phù hợp với các thành tạo mềm trung bình với cường độ nén trong khoảng 15.000–25.000 psi (1.033,5–1.722,5 bar). Các loại đá mục tiêu điển hình bao gồm đá vôi cứng, đá granit (lưu ý: đá granit có thể thay đổi), đá sa thạch, đá diabase, đá phiến và đá cẩm thạch. Ưu điểm của nó đến từ hai khía cạnh chính:
Tính chất vật liệu: vật liệu mũi khoan phải có độ kết dính và đồng nhất tốt để đảm bảo phân bổ ứng suất đều trong quá trình khoan và chống bong tróc.
Thiết kế kết cấu: hình dạng mặt lồi phân tán áp suất khoan, mang lại sự ổn định đồng thời phá vỡ đá hiệu quả và giảm thiểu sự xáo trộn quá mức lên thành lỗ khoan.
(b) Mũi khoan đa năng cho đá cứng trung bình: Mũi khoan mặt lõm. Mũi khoan mặt lõm có phạm vi ứng dụng rộng hơn và có thể xử lý các thành tạo từ khoảng 15.000 đến 30.000 psi (1.033,5–2.067 bar), đặc biệt là các địa tầng phức tạp với các lỗ rỗng, đứt gãy hoặc độ lỏng lẻo. Ưu điểm vượt trội của nó nằm ở các rãnh hẹp trên mặt mũi khoan — chúng hoạt động như các rãnh tốc độ cao để loại bỏ mùn khoan, nhanh chóng loại bỏ các mảnh vụn đá sinh ra trong quá trình khoan. Điều này giúp giảm đáng kể sự tích tụ và mài mòn trên mũi khoan, đồng thời duy trì khả năng thâm nhập ổn định và hiệu quả trên nhiều thành tạo địa chất khó khăn.
(c) "Tiên phong thép" cho đá cứng: mũi khoan mặt phẳng Mũi khoan mặt phẳng là chuyên gia cho các cấu trúc cứng, được thiết kế cho cường độ nén trên khoảng 30.000 psi (2.067 bar). Nó có thể chịu được các lỗ hổng và vết nứt hạn chế. Sức mạnh cốt lõi của nó là cấu trúc đầu rất cứng — giống như một con đập không thể xuyên thủng — tạo ra lực tác động lớn để phá vỡ đá rất cứng. Trong các cấu trúc "khó khăn" như đá granit và gabro, cấu trúc chắc chắn và khả năng phá đá vượt trội của mũi khoan mặt phẳng khiến nó trở thành lựa chọn hàng đầu cho việc khoan đá cứng hiệu quả.
Chọn đúng mũi khoan sẽ chiến thắng: Giá trị cốt lõi của việc khoan hiệu quả. Khoan ngầm là một chiến trường đầy rẫy những điều chưa biết, với những địa hình phức tạp, biến đổi là kẻ thù chính. Lựa chọn mũi khoan chính xác là vũ khí quyết định. Vô số dữ liệu thực địa đã chứng minh nguyên tắc khớp nối vàng: khi mũi khoan được khớp chính xác với đá, hiệu suất khoan có thể cải thiện hơn 30% và tiến độ có thể được rút ngắn gần một phần ba. Đồng thời, mức tiêu thụ mũi khoan giảm, tỷ lệ tai nạn giảm và tổng chi phí dự án cũng giảm đáng kể.
Đối với hoạt động thăm dò và khai thác ngầm, việc nắm vững nguyên lý khớp nối vàng không chỉ là một lựa chọn kỹ thuật đơn thuần mà còn là sự kiểm soát có hệ thống về hiệu quả, an toàn và chi phí. Chỉ bằng cách chọn đúng mũi khoan cho đúng loại đá, mọi hoạt động khoan mới có thể đạt được động lực đáng tin cậy và đạt được những đột phá hiệu quả dưới lòng đất.
