Phân tích chi tiết các loại cần khoan khác nhau và các biện pháp phòng ngừa quan trọng
Cần khoan tròn, cần khoan than và cần khoan đá là những sản phẩm có độ chính xác cao được sử dụng rộng rãi trong khai thác mỏ và khai thác than, do đó chất lượng của chúng được kiểm soát chặt chẽ. Trong quá trình sản xuất, việc cân bằng giữa độ bền và độ dẻo dai là một thách thức kỹ thuật phổ biến. Đồng thời, khi các giếng khoan định hướng và giếng khoan ngang ngày càng thay thế một phần khối lượng công việc của các giếng khoan thẳng đứng truyền thống, yêu cầu về hiệu suất đối với cần khoan ngày càng khắt khe hơn. Trong hoạt động thực tế, một mức độ hư hỏng nhất định của cần khoan cũng là điều không thể tránh khỏi.
Cần khoan xoắn ốc được phát triển từ khả năng tạo mô-men xoắn cao của cần khoan địa chất và được sản xuất với lưỡi xoắn đơn hoặc xoắn kép bằng phương pháp cuộn ứng suất trước và quy trình hàn hoàn toàn tự động. Các sản phẩm có đường kính từ 42 mm trở xuống thường được phân loại là cần khoan xoắn ốc. Cần khoan xoắn ốc địa chất có đường kính lên đến 73 mm có thể được kết hợp trực tiếp với nhiều giàn khoan khai thác mỏ dưới lòng đất mà không cần thay đổi phương pháp vận hành hiện có. Giàn khoan có thể kẹp trực tiếp bề mặt hình trụ bên ngoài để thực hiện cả việc khoan và thay thế cần khoan, giúp vận hành đơn giản và hiệu quả hơn, đồng thời giảm đáng kể cường độ lao động.
Cần khoan xoắn địa chất chủ yếu thích hợp cho việc khoan lỗ sâu trong các tầng đá có độ cứng trung bình và cứng hơn, đồng thời cung cấp khả năng loại bỏ mùn khoan hiệu quả. Cần khoan xoắn tiêu chuẩn phù hợp hơn cho việc khoan thăm dò nước trong các vỉa than và các tầng đá gần than, có trọng lượng nhẹ hơn, dễ kết nối hơn và vận chuyển mùn khoan nhanh hơn. Trong thực tế vận hành, người sử dụng nên tuân theo nguyên tắc lựa chọn mác thép thấp nhất có thể mà vẫn đáp ứng được yêu cầu về độ bền. Việc lựa chọn dụng cụ khoan dựa trên điều kiện thực tế tại hiện trường có thể giảm chi phí mua sắm và giảm nguy cơ tai nạn xây dựng.
Dựa trên hình dạng ren, các mối nối cần khoan thường được chia thành bốn loại: Ren trong phẳng (IF), Ren toàn lỗ (FH), Ren thông thường (REG) và Ren đánh số (NC). Một mối nối ren đúng chuẩn phải đáp ứng ba điều kiện cốt lõi: kích thước phù hợp, loại ren giống nhau và khả năng tương thích ren đực-cái chính xác. Nguyên lý hoạt động cơ bản của cần khoan xoắn ốc như sau: năng lượng chủ yếu được cung cấp bởi dung dịch khoan và hệ thống động cơ. Dung dịch khoan được bơm bởi bơm bùn chảy qua chuỗi khoan vào động cơ thủy lực trong cần khoan xoắn ốc. Một sự chênh lệch áp suất hình thành giữa đầu vào và đầu ra của động cơ, làm quay rôto. Mô-men xoắn và tốc độ sau đó được truyền qua trục vạn năng và trục dẫn động đến mũi khoan để hoàn thành quá trình khoan.
Trong quá trình sản xuất, nguyên liệu thô trước tiên phải trải qua kiểm tra chất lượng không phá hủy, sau đó là hàn thân ống thép và các mối nối dụng cụ. Sau khi hàn, quá trình xử lý nhiệt sau hàn và hoàn thiện mối hàn cuối cùng được thực hiện để giảm ứng suất dư tại các mối hàn. Trước khi sơn và đóng gói các thanh thép thành phẩm, nhiều khâu kiểm tra phải được hoàn thành, bao gồm kiểm tra độ cứng, kiểm tra áp suất và kiểm tra không phá hủy, để đảm bảo tuân thủ các tiêu chuẩn chất lượng. Ống thép khai thác và ống thép tròn trải qua nhiều giai đoạn gia công trước khi trở thành thanh khoan thành phẩm. Ống được làm dày bằng phương pháp ép để tăng độ dày thành ống, sau đó được gia công ren và phủ một lớp mạ đồng để cải thiện độ bền và hiệu suất tổng thể.
Thân cần khoan thường được làm bằng ống thép hợp kim địa chất đặc biệt, trong khi các khớp nối dụng cụ được làm bằng thép kết cấu hợp kim. Sau quá trình tôi chân không và ram nhiệt, độ bền mỏi và khả năng chống cắt có thể được cải thiện đáng kể. Các quy trình hàn ma sát tiên tiến mang lại cho cần khoan xoắn độ bền uốn cao và độ bền mối hàn đáng tin cậy. Trong quá trình sử dụng, khi cần khoan xoắn được dùng để khoan lỗ cáp neo trong vách hầm, bột than hoặc đá sẽ được thải ra dọc theo các rãnh xoắn ốc, giảm hoặc loại bỏ nhu cầu loại bỏ bụi bằng nước. Trong quá trình đào đường hầm dốc xuống, điều này cũng giúp giảm sự tích tụ nước ở mặt đào. Khi kết hợp với máy khoan than khí nén, cần khoan có thể cải thiện đáng kể cả tốc độ đào hầm và chất lượng thi công.
Các biện pháp phòng ngừa sau đây là rất cần thiết trong quá trình sử dụng. Tuyệt đối không được trộn lẫn các thanh khoan có loại ren khác nhau. Ngay cả các thanh khoan có cùng loại ren danh nghĩa từ các nhà sản xuất khác nhau cũng không được trộn lẫn, vì sự khác biệt về thông số kỹ thuật, phương pháp gia công, dụng cụ và thiết bị chắc chắn sẽ dẫn đến sự khác biệt về dung sai và độ khít của ren, tạo ra rủi ro về an toàn. Không được trộn lẫn các thanh khoan có sự khác biệt lớn về tuổi thọ hoặc tình trạng mài mòn, vì điều này cũng có thể làm tăng rủi ro vận hành. Nếu phát hiện hư hỏng ren cục bộ, ví dụ như khoảng một đến hai vòng ren trên chiều dài khoảng 10 mm, hãy sửa chữa ngay lập tức trước khi sử dụng lại để đảm bảo an toàn khi vận hành.
