Cần khoan xoắn ốc trong khai thác than: Các quy tắc vận hành giúp giữ cho dây khoan luôn nguyên vẹn

Khoan than dưới lòng đất là một công việc khắc nghiệt đối với thiết bị. Không gian chật hẹp, ẩm ướt, địa tầng thay đổi đột ngột, và khi có sự cố xảy ra ở độ sâu 200 mét, bạn không thể chỉ dùng cần cẩu để kéo nó lên và bắt đầu lại. Trong tất cả các bộ phận của chuỗi khoan, cần khoan xoắn ốc chịu nhiều áp lực nhất — nó truyền mô-men xoắn, vận chuyển mùn khoan và uốn cong theo từng sự thay đổi địa tầng, tất cả cùng một lúc.

Sự khác biệt giữa một cần khoan dùng được nhiều tháng và một cần khoan bị gãy ngay ở lỗ thứ ba thường nằm ở năm phút đầu tiên và năm phút cuối cùng khi hoạt động. Đây là những yếu tố quan trọng.

Trước khi bạn bắt đầu: Quy trình kiểm tra năm phút

Bạn có một chồng que khoan trên giá và một lỗ cần khoan. Cám dỗ lớn nhất là lấy ngay que đầu tiên trong chồng và bắt đầu quay. Nhưng que khoan xoắn ốc có một vài lỗi tiềm ẩn mà bạn không thể nhận ra cho đến khi tìm kiếm chúng, và tất cả đều bộc lộ vào thời điểm tồi tệ nhất.

Đầu tiên: hãy lăn từng thanh ren trên một bề mặt phẳng trước khi nối chúng lại với nhau. Bất kỳ khe hở nào có thể nhìn thấy giữa thanh ren và bề mặt đều có nghĩa là nó bị cong. Một thanh ren bị cong trong một lỗ sâu không chỉ khiến lỗ khoan bị lệch mà còn gây ra hiện tượng rung lắc mạnh bên trong lỗ khoan, va đập vào thành lỗ mỗi khi quay và tạo ra tải trọng mỏi tuần hoàn lên mọi mối nối ren phía trên nó. Một thanh ren bị cong là đồ bỏ đi. Đừng cố gắng nắn thẳng nó.

Thứ hai: kiểm tra các cánh xoắn ốc. Các mối hàn nơi cánh xoắn ốc nối với ống trung tâm là những điểm tập trung ứng suất. Hãy tìm các vết nứt nhỏ lan ra từ mép mối hàn — chúng nhỏ, nhưng lan nhanh khi bắt đầu khoan. Gõ nhẹ vào các cánh xoắn ốc bằng cán cờ lê. Âm thanh trầm đục là dấu hiệu của kim loại chắc chắn. Âm thanh vang lên có nghĩa là mối hàn đã bị nứt và cánh xoắn ốc bị lỏng.

Thứ ba: tình trạng ren. Ren sạch và khô không phải là điều tùy chọn — chúng là thứ giữ cho toàn bộ chuỗi khoan không bị tuột ra ở độ sâu. Bụi than và bùn bám vào chân ren sẽ ngăn cản sự ăn khớp hoàn toàn. Một cần khoan chỉ được vặn vào 80% là một cần khoan sẽ bị lỏng ra dưới lực momen xoắn. ​​Hãy dùng bàn chải sắt chà sạch ren, thổi sạch bằng khí nén nếu có, và bôi chất làm kín ren trước mỗi lần kết nối. Không phải mỡ bôi trơn — mà là chất làm kín ren chống kẹt phù hợp với momen xoắn bạn đang sử dụng. Mỡ bôi trơn bị phân hủy dưới nhiệt và áp suất; chất làm kín ren thì không.

Kiểm tra căn chỉnh cuối cùng: giàn khoan, cần khoan và lỗ khoan cần phải nằm trên cùng một trục. Chỉ cần lệch vài độ ở khớp nối cũng sẽ dẫn đến ứng suất uốn đáng kể ở độ sâu 100 mét. Căn chỉnh đúng cách, và cần khoan của bạn sẽ không bị gãy.

Bắt đầu khai thác lỗ golf: Quy tắc 300 milimét

Cần khoan xoắn ốc trong khai thác than có hai chức năng: truyền chuyển động quay cho mũi khoan và vận chuyển mùn khoan ra khỏi lỗ khoan thông qua các cánh xoắn ốc. Cả hai chức năng này đều yêu cầu cần khoan phải quay bên trong một lỗ khoan được tạo hình đúng cách. Nhưng ngay từ đầu quá trình khoan, chưa có lỗ khoan nào cả — chỉ có một cần khoan đang cố gắng tạo ra một lỗ khoan.

Đây là lúc quy tắc 300 milimét phát huy tác dụng. Trong 300 milimét đầu tiên khi khoan – khoảng một foot – hãy giữ tốc độ quay thấp. Khoảng 100 đến 150 vòng/phút, không hơn. Giữ áp lực đẩy nhẹ. Mục tiêu không phải là tốc độ khoan tối đa; mà là để mũi khoan tạo ra một lỗ khoan sạch, thẳng để cần khoan có thể đi theo. Cho đến khi đạt được độ sâu lỗ ban đầu đó, cần khoan sẽ không có điểm tựa ngang và sẽ bị giật mạnh ở đầu nối nếu bạn quay quá nhanh.

Khi đã khoan sâu hơn 300 mm và thành lỗ bắt đầu dẫn hướng, bạn có thể bắt đầu tăng tốc độ quay. Tăng dần tốc độ quay đến phạm vi mục tiêu — 150 đến 300 vòng/phút là tốc độ quay điển hình cho các giàn khoan dòng CMS1 trong than, với tốc độ thấp hơn cho các vỉa than cứng và tốc độ cao hơn cho các vỉa than mềm. Tốc độ cấp liệu nên ổn định trong khoảng 0,5 đến 1,5 mét mỗi phút tùy thuộc vào điều kiện.

Đọc mẫu vụn đá: Kỹ năng bị đánh giá thấp nhất trong ngành khoan than.

Đây là điều làm nên sự khác biệt giữa những người khoan giếng giàu kinh nghiệm và những người khác: họ quan sát các mảnh vụn khoan. Không phải thỉnh thoảng mà là liên tục.

Cần khoan xoắn ốc được thiết kế để đẩy phoi khoan ra ngoài qua các rãnh xoắn khi cần khoan quay. Nếu phoi khoan chảy đều đặn ra khỏi miệng cần, thì giếng khoan đang ở trạng thái tốt. Nếu dòng chảy dừng lại — ngay cả chỉ trong vài giây — thì đã có điều gì đó thay đổi. Có thể mũi khoan đã va phải vùng đất mềm và tạo ra nhiều phoi hơn mức mà các rãnh xoắn có thể làm sạch. Có thể thành giếng đã bị sụp đổ một phần phía sau mũi khoan. Hoặc có thể dung dịch làm sạch không đến được bề mặt giếng.

Dù lý do là gì, cách xử lý vẫn giống nhau: ngừng cấp phôi ngay lập tức, duy trì quay và lùi cần khoan một đoạn ngắn – khoảng một mét – để loại bỏ vật cản đang chặn các rãnh xoắn. ​​Sau đó từ từ đưa cần khoan trở lại vị trí ban đầu. Việc cố gắng đẩy cần khoan về phía trước khi phôi không thoát ra ngoài sẽ làm tắc nghẽn vòng ngoài, và một vòng ngoài bị tắc nghẽn sẽ dẫn đến cần khoan bị kẹt.

Nguyên tắc rất đơn giản: nếu vụn khoai tây không ra, đừng đào sâu hơn nữa. Chấm hết.

Khi mọi thứ trở nên tồi tệ dưới lòng đất

Việc khoan than có một số rủi ro mà khoan trên bề mặt không gặp phải. Hiện tượng phun khí, nước tràn vào và sụp đổ đột ngột của tầng địa chất là những khả năng có thật, và phản ứng của nhà điều hành sẽ quyết định đó là sự cố hay thảm họa.

Đối với các sự cố cơ khí — cần khoan bị kẹt, khớp nối bị tắc — nguyên tắc cũng giống như với bất kỳ dụng cụ khoan giếng nào: đừng cố gắng ép buộc. Ngừng cấp liệu. Giảm tốc độ quay xuống mức thấp và đảo chiều quay nhẹ nhàng. Di chuyển cần khoan lên xuống từng đoạn ngắn trong khi quay chậm theo chiều ngược lại. Các cánh xoắn ốc sẽ giúp thông tắc nếu bạn cho chúng thời gian. Giật mạnh cần khoan bị kẹt với lực rút tối đa là cách nhanh nhất để làm gãy cần khoan ở điểm yếu nhất, và việc vớt một cần khoan bị gãy ra khỏi lỗ khoan vỉa than không phải là điều ai cũng muốn làm.

Đối với các tình huống nguy hiểm đến tính mạng — nồng độ khí tăng đột biến, nước đột ngột phun trào từ giếng khoan, hoặc bất kỳ dấu hiệu nào của sự phun trào — không có quy trình khắc phục sự cố nào cả. Ngắt nguồn điện giàn khoan ngay lập tức. Sơ tán khỏi khu vực. Báo cáo. Không có thiết bị nào đáng để bạn ở lại trong khu vực nguy hiểm.

Kéo ra: Những vị trí mà cần câu dễ bị hư hỏng nhất

Trớ trêu thay, nhiều thanh khoan xoắn bị hư hỏng trong quá trình tháo ra hơn là trong quá trình khoan. Nguyên nhân chính là do các mối nối ren bị đứt. Cách làm đúng: sau khi kẹp chặt thanh khoan, hãy xoay ngược chiều kim đồng hồ từ từ – đừng dùng lực mạnh để xoay ngược chiều kim đồng hồ ở tốc độ cao. Nếu mối nối không nới lỏng ở mô-men xoắn thấp, hãy dùng tay vặn bằng cờ lê trước khi dùng điện trở lại. Xoay ngược chiều kim đồng hồ ở tốc độ cao trên mối nối chặt sẽ làm hỏng ren, và một khi ren bị hỏng, thanh khoan coi như hỏng.

Sau khi tháo mỗi thanh trượt khỏi dây, hãy lau sạch. Bùn than còn sót lại trên các cánh trượt và chân ren sẽ khô lại thành một lớp vỏ cứng như xi măng, rất khó loại bỏ vào ngày hôm sau. Chỉ cần lau nhanh và xịt chất chống gỉ lên ren là mất khoảng ba mươi giây cho mỗi thanh trượt. Cần phải lắp bộ bảo vệ ren trước khi đặt thanh trượt lên giá. Các thanh trượt được bảo quản mà không có bộ bảo vệ sẽ bị móp ở đỉnh ren, và ren bị móp sẽ dễ bị lệch ren khi sử dụng lần sau.

Tất cả những điều này không có gì phức tạp. Nhưng những đội làm việc này một cách nhất quán là những người không liên tục gọi điện thoại yêu cầu dụng cụ cứu hộ.