Lỗ thoát nước của mũi khoan liên tục bị tắc? Có lẽ không phải do áp lực nước của bạn.

Trong khoan khí nén, có một lối tắt chẩn đoán thường sai nhiều hơn đúng: "Các lỗ nước bị tắc - chắc chắn là do vấn đề áp suất." Khởi động bơm, thay ống dẫn, gọi thợ sửa chữa. Và khi mũi khoan lại bị tắc sau mười lăm phút, mọi người đứng đó gãi đầu vì đồng hồ đo áp suất cho thấy mọi thứ đều ổn.

Đây là điều mà hầu hết các hướng dẫn khắc phục sự cố đều bỏ sót: khi áp suất nước bình thường và mũi khoan vẫn không hoạt động, vấn đề thường không nằm ở máy bơm hay hệ thống đường ống. Vấn đề nằm ở đá bạn đang khoan và nước bạn đang bơm. Khắc phục hai vấn đề đó, và tắc nghẽn sẽ biến mất mà không cần động đến bất kỳ van nào.

Vấn đề bùn: Khi địa tầng cản trở quá trình rửa trôi

Các tầng đá mềm, bị phong hóa hoặc giàu sét — đá bùn, đá granit bị phong hóa mạnh, đá phiến có hàm lượng sét cao — có một đặc tính khó lường khiến người khoan khó lòng lường trước được. Loại đá trông có vẻ dễ xử lý ở miệng giếng lại biến thành một thứ hoàn toàn khác khi nước ngấm vào dưới lòng đất.

Trong phương pháp khoan khô, các tầng đá này vụn nhưng vẫn dễ xử lý. Thêm nước – điều bắt buộc vì mũi khoan cần được làm mát và lỗ khoan cần được rửa sạch – và đá sẽ biến đổi. Các khoáng chất sét ngậm nước, trương nở và phân hủy thành một hỗn hợp sệt có độ đặc giống như đất sét nặn. Hỗn hợp này không được rửa trôi như các mảnh vụn dạng hạt. Nó bám dính, phủ lên thành lỗ khoan. Và quan trọng nhất, nó bám chặt vào mặt mũi khoan, len lỏi vào các lỗ nước và đông cứng lại thành một nút tắc nghẽn mà ngay cả áp lực bơm tối đa cũng không thể phá vỡ.

Thời điểm khoan càng làm vấn đề thêm trầm trọng. Việc khoan cường độ cao trong đất mềm tạo ra mùn khoan với tốc độ cực kỳ nhanh – mũi khoan đang ăn mòn hàng mét đất mỗi phút. Nước rửa không thể theo kịp. Tỷ lệ mùn khoan được tạo ra so với mùn khoan được loại bỏ nghiêng mạnh về phía tích tụ, và mỗi giây mũi khoan tiếp tục khoan, càng nhiều bùn được tích tụ xung quanh các lỗ nước.

Bạn sẽ nhận ra điều này trước khi mũi khoan bị tắc hoàn toàn. Dấu hiệu rõ ràng nhất là nước chảy ngược ở phần cổ mũi khoan — nước bắt đầu chảy bẩn và đặc, sau đó chuyển sang màu bùn, rồi ngừng chảy hoàn toàn trong khi máy bơm vẫn đang hoạt động. Đó là lúc các lỗ thoát nước bị bịt kín, và mũi khoan lúc này đang khoan khô trong một lỗ đầy bùn. Nếu bạn tiếp tục, các mảnh cacbua sẽ quá nóng, thân mũi khoan sẽ bị xước do ma sát khô với thành lỗ, và cần khoan sẽ bắt đầu bị kẹt khi các mảnh vụn lấp đầy khoảng trống giữa lưỡi khoan và thành lỗ.

Cách khắc phục giếng nước bị tắc nghẽn do bùn không phải là tăng áp lực mà là giảm cường độ khoan. Giảm công suất khoan và giảm tốc độ tiến khoan. Cho nước rửa thời gian để làm sạch. Thay vì khoan liên tục và hy vọng nước sẽ cuốn trôi, hãy khoan theo từng đoạn ngắn hơn — mỗi lần một mét, sau đó lùi lại một chút và để nước rửa sạch giếng trước khi tiến khoan tiếp. Trong đất giàu sét, khoảng thời gian tạm dừng để nước rửa sạch giữa các đoạn khoan chính là sự khác biệt giữa một mũi khoan sạch và một mũi khoan bị tắc.

Sau mỗi lỗ, trước khi tắt máy, hãy xả nước thêm 30 đến 60 giây nữa trong khi mũi khoan vẫn ở gần đáy. Lần xả cuối cùng này sẽ làm sạch bất kỳ cặn bẩn nào bắt đầu tích tụ xung quanh các lỗ nước trước khi nó có cơ hội khô và cứng lại thành thứ gì đó cần phải dùng đục để loại bỏ.

Vấn đề nước bẩn: Bạn đang bơm hỗn hợp bùn mài mòn qua các đường dẫn đòi hỏi độ chính xác cao.

Hầu hết các công trường xây dựng và khai thác mỏ quy mô nhỏ không có nước máy đã qua xử lý. Họ lấy nước từ ao lắng, suối gần đó hoặc bể chứa được lấy từ bất kỳ nguồn nào có sẵn. Và nước đó mang theo bùn, cát mịn, các hạt hữu cơ và bất cứ thứ gì khác lơ lửng trong đó khi được bơm vào hệ thống cấp nước.

Đây là những gì xảy ra bên trong mũi khoan khi nước bẩn được đẩy qua với áp suất cao: các lỗ nước trong mũi khoan đá không chỉ đơn thuần là những đường dẫn được khoan – chúng là các kênh dẫn dòng được thiết kế với đường kính và góc cụ thể nhằm dẫn chất làm mát chính xác vào các vùng cắt của mảnh cacbua. Khi nước mang theo cặn mịn gặp phải chỗ thắt hẹp ở vòi phun, dòng chảy sẽ tăng tốc. Các hạt lơ lửng, giờ đây đang chuyển động với vận tốc cao, va chạm vào các cạnh của lỗ nước. Dưới áp suất duy trì, các hạt đó nén chặt vào thành lỗ, từng lớp một, giống như cặn tích tụ bên trong một đường ống.

Sự tích tụ bắt đầu như một lớp màng mỏng. Sau vài giờ khoan, nó trở thành một lớp vỏ cứng. Sau một ca làm việc trọn vẹn, đường kính lỗ khoan đã thu hẹp từ khoảng 3 milimét xuống chỉ còn chưa đến 1 milimét, và lưu lượng nước xả giảm xuống chỉ còn nhỏ giọt. Người vận hành nhận thấy mũi khoan nóng lên, tốc độ khoan chậm lại, cần khoan bắt đầu bị kẹt — và đổ lỗi cho đá, chất lượng mũi khoan, hoặc máy bơm, trong khi thủ phạm thực sự đã tích tụ âm thầm bên trong mũi khoan suốt cả ngày.

Giải pháp gồm hai phần, và cả hai đều đơn giản. Thứ nhất: lọc nước tại nguồn. Một bộ lọc đa tầng cơ bản — lưới thô để giữ lại cát và sạn, lưới mịn để giữ lại bùn — hầu như không tốn kém gì so với việc tiết kiệm được các mũi khoan và cần khoan. Lắp đặt nó ở đầu ra của bể chứa hoặc đầu vào của máy bơm, và vệ sinh nó mỗi ca làm việc.

Thứ hai: thiết lập một quy trình bảo dưỡng định kỳ. Cuối mỗi ca làm việc, hãy tháo bộ lọc nước và rửa sạch. Hàng tuần, hãy tháo mũi khoan và kiểm tra các lỗ nước bằng đèn pin — nếu bạn thấy cặn khoáng tích tụ xung quanh mép lỗ, hãy ngâm mũi khoan trong dung dịch tẩy cặn hoặc cẩn thận thông tắc các đường dẫn trước khi cặn bám cứng lại. Thay thế bất kỳ mũi khoan nào mà các lỗ nước không thể khôi phục lại đường kính ban đầu — lỗ nước bị tắc một phần sẽ làm quá nhiệt phần lưỡi cắt cacbua liền kề, và phần lưỡi cắt đó sẽ hỏng trước khi phần còn lại của mũi khoan bị mòn.

Hệ thống xả Bit-Rod: Chỉ có một đường dẫn, không phải hai.

Một điều cuối cùng đáng nhớ: các lỗ nước trên mũi khoan chỉ là phần cuối cùng của đường dẫn xả bắt đầu từ bơm và chạy dọc toàn bộ cần khoan. Một mũi khoan sạch sẽ không thể xả sạch nếu lỗ trung tâm của cần khoan bị tắc nghẽn bởi bùn khô từ ba ca làm việc trước. Cần khoan sạch sẽ cũng không giúp ích gì nếu các lỗ nước trên mũi khoan bị đóng cặn khoáng.

Khi khắc phục sự cố xả nước, hãy kiểm tra cả hai đầu. Kéo cần thông tắc ra và nhìn vào bên trong. Kéo đầu thông tắc ra và kiểm tra các lỗ nước. Sự tắc nghẽn hiếm khi nằm ở giữa hệ thống — nó hầu như luôn nằm ở một đầu hoặc đầu kia, nơi mà sự thu hẹp dòng chảy và thay đổi nhiệt độ khiến cặn bám hình thành nhanh nhất.

Trong chín trường hợp trên mười, giải pháp không phải là tăng áp lực nước. Đó là sử dụng nước sạch hơn và tiếp cận chậm rãi, kiên nhẫn hơn khi làm việc với đất lầy. Máy bơm hầu như không bao giờ là vấn đề.