Phương pháp vận hành búa khoan xuống lỗ (DTH) để khoan quay va đập
Phương pháp khoan xoay va đập lắp đặt một búa xuống lỗ khoan (DTH) giữa đầu dưới của chuỗi khoan xoay và cụm lấy lõi/khoan sao cho các xung va đập, tải trọng mũi khoan dọc trục và mô-men xoắn chuỗi khoan tác động lên mũi khoan đồng thời, cho phép khoan và thu hồi lõi. Phương pháp này có nguồn gốc từ châu Âu vào đầu thế kỷ 19. Trung Quốc bắt đầu nghiên cứu vào năm 1958 và sự phát triển được đẩy nhanh vào những năm 1970. Ưu điểm chính của nó là tốc độ khoan tăng đáng kể trong đá cứng, thời gian tiến hành mỗi lần khoan dài hơn, độ lệch lỗ khoan giảm và chi phí khoan thấp hơn đáng kể. Khoan xoay va đập được thực hiện bằng hai loại búa: búa dẫn động bằng chất lỏng được cung cấp năng lượng bởi chất lỏng khoan (DTH chạy bằng bùn hoặc thủy lực) và búa dẫn động bằng khí nén được cung cấp năng lượng (DTH khí nén). Phần sau đây tập trung vào phương pháp khoan xoay va đập chạy bằng bùn (thủy lực).
Hệ thống khoan quay va đập chạy bằng bùn Trong hệ thống chạy bằng bùn, một máy bơm bùn đưa dung dịch khoan qua chuỗi khoan vào búa, dẫn động búa thủy lực tạo ra các va đập vào ống lõi bên trong và mũi khoan; chuỗi khoan được quay và tăng trọng lượng bởi giàn khoan để cung cấp mô-men xoắn và tải trọng dọc trục. Phương pháp này có thể được kết hợp với các công cụ lấy lõi bằng dây, trong trường hợp đó được gọi là lấy lõi quay DTH chạy bằng bùn bằng dây. Trước khi bắt đầu khoan, búa chạy bằng bùn và ống lõi bên trong (được treo bằng đầu thu hồi bằng dây) được hạ xuống nòng lõi từ bề mặt; sau đó, dung dịch khoan được bơm vào chuỗi khoan để dẫn động búa khoan và lấy lõi. Vào cuối quá trình chạy, một sợi cáp thép mịn và một công cụ thu hồi, được vận hành bởi một tời chuyên dụng, được sử dụng để kéo búa và ống lõi bên trong trở lại bề mặt.
Các loại búa khoan bùn và lựa chọn mũi khoan. Búa khoan bùn (thủy lực) là công cụ chính để khoan xoay va đập. Theo nguyên lý hoạt động, chúng được phân loại thành ba loại: tác động thuận, tác động kép và tác động ngược. Theo tần số va đập, chúng được chia thành hai loại: búa tần số cao (trên 40 Hz), có thể được sử dụng với mũi khoan kim cương và chủ yếu dựa vào chuyển động quay với tác động va đập như một cơ chế phá vỡ phụ trợ (thường được gọi là khoan xoay va đập chạy bằng bùn); và búa tần số thấp (dưới 40 Hz), thường được kết hợp với mũi khoan hợp kim cứng hoặc cacbua, chủ yếu dựa vào chuyển động quay với tác động va đập như một cơ chế phụ trợ (thường được gọi là khoan xoay va đập chạy bằng bùn).
