Nghiên cứu thiết kế chế tạo một số dụng cụ cứu sự cố cho công nghệ khoan mẫu luồn

Trang 1 BỘ CÔNG THƯƠNG CÔNG TY CỔ PHẦN KHOAN VÀ DỊCH VỤ KỸ THUẬT KHAI THÁC MỎ BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CHẾ TẠO MỘT SỐ DỤNG CỤ CỨU SỰ CỐ CHO CÔNG NGHỆ KHOAN MẪU LUÔN

Trang 1

BỘ CÔNG THƯƠNG

CÔNG TY CỔ PHẦN KHOAN VÀ DỊCH VỤ KỸ THUẬT KHAI THÁC MỎ

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CHẾ TẠO MỘT SỐ DỤNG CỤ CỨU SỰ CỐ CHO CÔNG NGHỆ KHOAN MẪU LUÔN

Trang 2

BỘ CÔNG THƯƠNG

CÔNG TY CỔ PHẦN KHOAN VÀ DỊCH VỤ KỸ THUẬT KHAI THÁC MỎ

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CHẾ TẠO MỘT SỐ DỤNG CỤ CỨU SỰ CỐ CHO CÔNG NGHỆ KHOAN MẪU LUỒN

CƠ QUAN CHỦ TRÌ CƠ QUAN QUẢN LÝ ĐỀ TÀI

Chủ nhiệm để tài KS Pham Van Nham

Trang 3

MỤC LỤC

Mo dau

Phần I: Mục tiêu nhiệm vụ và phương pháp nghiên cứu

1 - Đặc điểm và tính ưu việt của công nghệ khoan mẫu luồn

2- Mục tiêu và nhiệm vụ

3- Phương pháp nghiên cứu

Phân II: Kết quả nghiên cứu và công nghệ chế tạo 1- Kết quả nghiên cứu

2- Công nghệ chế tạo

Phân II: Tổ chức thực hiện

1- Nội dung và thời gian thực hiện

2- Sản phẩm chế tạo và đánh giá kết quả

Phân IV: Hướng dẫn sử dụng các dụng cụ

Tập bản vẽ chế tạo

Biên bản nghiệm thu thử nghiệm rại công trình

Trang 4

MỎ ĐẦU

Công tác khoan thăm dò khoáng sản ngày càng gia tăng, chiều sâu thăm dò ngày càng lớn Mức độ phức tạp của địa chất ngày càng cao, nhất là công tác khoan

thăm dò than dưới sâu ( từ 700 m đến 1200 m ) đặc điểm địa chất là trầm tích không ổn định Do những phức tạp của địa chất như vậy, nhiều trường hợp đã vượt quá khả năng kiểm soát của một người thợ khoan bình thường dẫn đến sự cố là không thể tránh khỏi,

Ở Việt Nam các dụng cụ cứu sự cố như ra rô đang sử dụng chủ yếu theo riêu

chuẩn của Liên Xô cũ và Trung Quốc, đường kính ngoài của dụng cụ lớn bằng đường kính ngoài của cần ống dẫn đến phá hỏng bộ cần khoan trong quá trình cứu

Với công nghệ khoan mẫu luồn thì giá trị của bộ cần ống rất lớn, việc phá hỏng bộ cần khoan gây tổn thất kinh tế nghiêm trọng Việc có những bộ dụng cụ cứu sự cố phù hợp, ít tổn thất nhất là điều cần rhiết

Với các nước có nền công nghiệp phát triển trên thế giới như: Canada

Australia, Nhật bản đã có các dụng cụ cứu sự cố như ra rô, dao cắt cần phù hợp

với các loại cần ống khoan riêng biệt như BQ —NQ - HQ - PQ

Tuy nhiên ngay cả các nước trên cũng chưa đáp ứng đủ yêu cầu vẻ chủng

loại với nhu cầu của công tác cứu sự cố như hiện nay Hiện nay chưa có các bộ ra rô trái tháo các bộ cần Ngoài ra các dụng cụ cứu sự cố trên nhập vào Việt Nam

với giá thành rất cao nên trong giai đoạn này không phù hợp với giá thành khoan

trong aude

Qua tham khảo một số dụng cụ cứu sự cố của Nhật, Australia chúng tôi thấy tính ưu việt của các dụng cụ này là:

Các ta rô có đường kính rất phù hợp với cần ống khoan chỉ bắt vào đường

kính trong của ống mà không gây hư hòng ren cần

Bộ dụng cụ cắt cần khoan sử dụng áp lực của bơm để hiệu chỉnh độ mở của

Trang 5

Đây là những cơ sở và được sự tạo điều kiện giúp đỡ kinh phí của Bộ Công thương Công ty cổ phần Khoan và Dịch vụ kỹ thuật khai thác mò đã triển khai nghiên cứu và gia công thành công các dụng cụ cứu sự cố trong khoan mẫu luồn

PHANI

MỤC TIÊU NHIỆM VỤ VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1- Đặc điểm và tính ưu việt của công nghệ khoan ống mấu luỏn

Đặc điểm khoan ống mẫu luôn khác các phương pháp khoan khác là khoan

kim cương tốc độ lớn:

- Cột cần khoan nối trực tiếp cần với cần, tạo cột cần phẳng cả bể mặt trong

va mat ngoài

- Bộ ống lấy mẫu gồm hai ống: ống ngoài lắp trực tiếp với mũi khoan, đồng

thời tiếp nhận áp lực chiểu trục và tốc độ vòng quay truyền cho mũi khoan phá đá;

ống trong đứng yên đón mẫu

- Kéo ống chứa mẫu luôn bên trong cột cần khoan bằng bằng cáp và hệ thống thiết bị, dụng cụ chuyên dụng

So với phương pháp khoan kim cương và các phương pháp khoan truyền

thống khác, công nghệ khoan ống mẫu luôn có những đặc điểm sau:

1 Nhờ kéo bộ ống trong chứa mẫu bằng cáp, cho nên có thể khoan liên tục cho đến khi mòn hòng mũi khoan mới kéo toàn bộ cột cần khoan lên mặt đất để thay mũi khoan Đây là đặc điểm cơ bản khác các phương pháp khoan khác

2 Năng suất cao nhờ tăng thời gian khoan thuần tuý giảm thời gian thời gian phụ trợ như kéo thả cột cần, thao tác tháo lắp cần khoan, thay mũi khoan vì chiều

dài hiệp khoan được tính bằng tuổi thọ mũi khoan, vv

3 Bộ ống mẫu luồn có cấu trúc dạng bộ ống mẫu nòng đôi, vì vậy cho phép

tăng chất lượng và tỷ lệ mẫu khoan

4 Chế độ công nghệ khoan với áp lực lớn, tốc độ vòng quay lớn; do đó tăng

Trang 6

5 Khe hờ không gian vành xuyến giữa thành lỗ khoan và cân khoan nhỏ cho

phép giảm cường độ cong lỗ khoan, nhưng đồng thời cũng tăng tổn thất áp lực thủy lực rong hệ tuần hoàn lỗ khoan

Khoan mẫu luồn có những ưu việt như trên nên trong khoan thăm dò khoáng sản đạt hiệu quả cao từ tỷ lệ mẫu xấp xỉ 100% đến tốc độ thi công cao Nhưng trong những vùng địa chất là trầm tích không ổn định như thăm dò than trong thi công việc bị kẹt cố xảy ra thường xuyên TI- Mục tiêu: Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo một số dụng cụ cứu sự cố cho công nghệ khoan lấy mẫu luồn Cụ thể là: - 02 bộ dao cắt cần NQ 02 bộ dao cắt cần HQ

- 02 b6 mm rô cứu cần NQ (01 ren phải, O1 ren trái) - 02 b6 mà rô cứu cần NQ ( 01 ren phải, 01 ren trái) - Tap baa vẽ và quy trình công nghệ chế tao

~_ Quy trình hướng dẫn sử dụng các bộ dụng cụ

3- Nhiệm vụ:

Tổng hợp, nghiên cứu tài liệu Khảo sát các dụng cụ phụ tùng phục vụ cho

yêu cầu thiết kế

-_ Lập, trình duyệt, đăng ký và thuyết minh đề tài, ký hợp đồng

- Phan tich vật liệu của các chỉ tiết của bộ dụng cụ: độ cứng, thành phân

nguyên tố xác định mức thép cho phù hợp

- Thiết kế các dụng cụ dựa trên bộ dao cắt NQ và ra rô NQ phải trong tài liệu - Mua sam nguyên vật liệu Chế tạo hoàn thiện các dụng cụ và thử nghiệm

Trang 7

3 Phương pháp nghiên cứu:

Mục tiêu của đẻ tài là nghiên cứu và chế rạo các dụng cụ cứu sự cố cho cần NQ và HQ nên dựa trên kích thước cơ bản của cần để tinh toán kích thước cụ thể

Kích thước của cần khoan như sau: Cân HQ: -_ Đường kính ngoài: 88,90 mm - Đường kính trong: 77,80 mm Cần NQ: -_ Đường kính ngoài: 69,90 mm -_ Đường kính trong: 60,30 mm

Dựa trên tính năng tác dụng của từng dụng cụ và tham khảo các dụng cụ cứu kẹt

của Liên Xô cũ để chon vật liệu gia công cho phù hợp

Với cấu tạo các bộ dao cắt cần khoan dựa trên caralô về dụng cụ khoan của

Hãng BoartLongyear

Thử nghiệm các dụng cụ để đánh giá khả năng làm việc và độ tủn cậy của

chúng Các dụng cụ cứu sự cố được chế rạo phải đạt được:

-_ Kết cấu bên, đẹp

- Sử dụng thuận tiện

Trang 8

PHẨNII

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO

1- Kết quả nghiên cứu:

Ta rô dùng để ren vào đâu các bộ cần khoan bị rơi hoặc kẹt trong lỗ khoan Cầu khoan bể mặt bên ngoài được nhiệt luyện để chống mài mòn bên trong vẫn có độ dẻo để chịu lực uốn xoắn trong quá trình khoan Mặt ngồi của ta rơ được xếmenrít

hơá, sau đó được nhiệt luyện tôi và ram Chiều sâu lớp xementít hoá là 0,2 — 0,7

mm Độ cứng bẻ mặt đạt 62 - 65 HRC Để đạt được yêu cầu trên theo nguyên tắc

chọn vật liệu của nghành cơ khí chế tạo, ta rô được chế tạo từ thép có độ thấm tôi

sâu Cụ thể gia công các bộ ra rô NQ, HQ trái và phải sử dụng thép 9XC

+ Bộ ra rôNGQ:

Cần khoan NQ sử dụng trong khoan lấy mầu luồn sử dụng cần nối với cản bằng ren đầu cần không qua zamốc như cầu khoan kéo thả 42, ®50 Do chiều

dày của cần khoan chỉ có 4,8 mm, chính vì thế các đầu ren của cần khoan được

nhiệt luyện tới 30 — 35 HRC Khi ren bị hòng việc tiện lại ren cần và nhiệt luyện tại Viet Nam không đáp ứng được yêu cầu nên khi hòng ren là bò cần Vì vậy yêu câu của bộ ra rô là bắt chặt vào cần khoan và không làm hòng ren của cần khoan

'Từ những yêu cầu trên nên với đường kính đỉnh ren cản NQ là ®66 chứng tôi chọn đường kính lăn răng của ra rô lớn nhất là 63,5'°“5 mm, chiều dài lăn răng đạt

từ 120 — 125 mm, độ côn 1: 8 theo quy chuẩn ta rô cứu ống chống của Liên Xô cũ

Ta rô phải lăn răng phải ( chạy răng theo chiều kim đồng hồ ), phay 04 rãnh

Trang 9

Ta r6 trái lăn răng trái ( chạy răng theo chiều ngược chiều kim đồng hồ ),

phay 04 rãnh thoát phoi sâu 3*°-' mm, bước răng Z.= 4

Với ta rõ NQ phải đầu không lăn răng tiện ren cần NQ để sử dụng cần NQ,

với ra rô NQ trái tiện ren của Zamốc 50 trái của cần trái ®50 Giữa phần lăn răng

và phản lắp cần khoan kích thước của ta rô phải nhỏ hơn đường kính trong của cần và dài hơn chiều dài ren cần Tổng chiều dài của ta rô không quá 210 mm

Sau khi hoàn thiện phần gia công tỉnh, tiến hành nhiệt luyện ta rô đạt độ cứng

62-65 HRC + Bộ m rô HQ:

Giữa cần NQ và HQ tính năng như nhau, chỉ khác nhau vẻ đường kính Với

cần HQ đường kính đỉnh ren cần là ®84 chúng tôi chọn đường kính lăn răng của ta rô lớn nhất là 82,5*°°5 mm, chiều đài lăn răng đạt từ 120 — 125 mm, độ côn 1: 8

theo quy chuẩn ta rô cứu ống chống của Liên Xô cũ

Ta rô phải lăn răng phải ( chạy răng theo chiêu kim đồng hồ ), phay 04 rãnh

thoát phoi sâu 3*°' mm, bước răng Z = 4

Ta r6 trái lăn răng trái ( chạy răng theo chiều ngược chiều kim đồng hồ ),

phay 04 rãnh thoát phoi sâu 3*°-' mm, bude ring Z = 4

Với ta rô HQ phải đâu không lăn răng tiện ren cần HQ để sử dụng cân HQ,

với ra rô HQ trái tiện ren của Zamốc 50 trái của cần trái ®50 Giữa phần lăn răng

và phân lắp cần khoan kích thước của ta rô phải nhỏ hơn đường kính trong của cần và dài hơn chiều dài ren cần Tổng chiều dài của ta rô không quá 210 mm

Sau khi hoàn thiện phần gia công tỉnh, tiến bành nhiệt luyện ta rô đạt độ cứng

62-65 HRC

Trang 10

Nguyên lý làm việc của bộ dao cất cần là sử dụng áp lực của nước hoặc dung

dịch khoan thông qua bơm để mở lưỡi cắt cần Khi thả bộ dao cắt tới vị trí cần tiến hành cắt, toàn bộ các lưỡi cắt đều nằm trong vỏ đầu cắt của bộ dao Lưỡi cắt được lắp rong đầu cắt quay xung quanh một trục Khi tăng áp lực của bơm, trục dẫn tịnh

tiến trong ống đắn Đâu trục dẫn tiện côn sẽ đẩy lưỡi cắt vào thành cần khoan để

cắt Máy khoan vừa quay và tăng dần áp lực bơm để lưỡi cắt sẽ cắt cần khoan Khi

cần bị cắt đứt cũng là lúc trục dẫn tịnh tiến qua lỗ thoát nước trên ống trụ dẫn, toàn bộ nước sẽ thốt ra ngồi vách lỗ khoan, ngừng bơm nước dưới tác dụng của lò xo nến đưa trục dẫn về vị trí ban đầu, lưỡi cắt trở lại nằm trong đầu cắt

Với các bộ cần NQ và HQ chiều dày của cần từ 4,8 — 5,6 mm nên để cắt được

cần khoan, độ mờ của lưỡi cắt phải đạt từ 8 — 10 mm Lưỡi cắt được chế tạo bằng thép gió hoặc thép có độ thấm tôi sâu là thép 45 Vỏ dao và trục dẫn mở dao bằng

thép 40X

Dựa trên caralô giới thiệu sản phẩm của Hãng Boartlongyear và kích thước của

cần khoan chúng tôi cùng thống nhất lựa chọn:

* Bộ dao cắt NQ :

Bộ dao cắt gồm có các bộ phận: đầu cắt, lưỡi cắt, rục dẫn dao, lò xo nén và

ống trụ chứa trục dẫn, đầu ống trụ nối trục dẫn tiện ren nối với đầu nối lắp vào cần

khoan

+ Lưỡi cắt: Công dụng của lưỡi cắt để cắt đứt cần khoan khi bị kẹt, cấu tạo của dao

cũng như dao tiện thông thường Do điều kiện làm việc của lưỡi cắt khác với máy

tiện tại nơi người thợ không nhìn bằng mắt thường được để tránh hiện tượng vấp

đao dẫn đến mẻ sứt dao, sử dụng loại dao liên ( được làm bằng một loại vật liệu )

'Vật liệu để chế tạo lưỡi cắt phải có độ cứng, tính chịu nhiệt ( khả năng giữ được độ

cứng ở nhiệt độ cao ), tính chịu mài mòn ( khả năng chống lại sự mài mòn ), và độ

dai cao ( chịu được tải rong va dap ) Vì vậy lưỡi cắt dùng chung cho cả hai loại

Trang 11

cần NQ và HQ được chế tạo từ thép gió - đây là thép hợp kim dụng cụ chứa từ 6 — 18% vonfram và từ 3 — 5% crome cũng như một số nguyên tố điều chất khác

Hình dáng hình học nghĩa là các góc của dao sẽ quyết định khả năng làm việc của nó Để đảm baò tuổi thọ của dao cao và giảm lực đẩy chúng tôi chọn theo

hướng dẫn gia công dao tiện theo điều kiện thi công: góc nghiêng lưỡi cắt của dao

là 27, góc cắt gọt là 85°, góc trước 27°, và góc sau chính dao 6° Gia công theo dưỡng và hoàn thiện nhiệt luyện đạt độ cứng 52 — 55 HRC

Lưỡi cắt được lắp trong đầu cắt, khi tiến hành cắt cần khoan lưỡi cắt rịnh tiến được do ưục dẫn của bộ dao Vì vậy lưng lưỡi cắt được chế tạo bậc và quay quanh

mot true

+ Đầu cắt: Là bộ phận gắn lưỡi cắt, sử dụng thép chống mài mòn 40X để chế tạo Đường kính ngoài của đầu cắt chọn theo kích thước của cần NQ Kích thước của đầu cắt chọn Œ54 dài 191 mm Mối bộ dao cắt có lắp 03 lưỡi cắt vì thế trên đầu cắt bào 03 rãnh cách đều nhau 120° để lắp dao Khoan 03 16 4,5 lap chốt cho lưỡi

cắt

Một đầu của đầu cắt tiện côn góc nghiêng 21° thuận lợi cho việc thả dao, một

đâu tiện ren M47,5 x 3.2 để lắp với ống chứa trục dẫn dao Khoan lỗ ®27 dọc theo

đâu cắt cách đầu còn lại 30mm để trục dẫn dao dich chuyển

Phân đầu tiện ren trên bẻ mặt khoan 03 lỗ ®6,5 cách đều nhau 120° để lắp chốt chặn lò xo của bộ dao cất Các chốt chặn này dâm bảo khi vặn hết ren nối đầu

cắt và ống chứa trục dẫn dao thì lò xo áp lực ở trạng thái bắt đầu làm việc và đầu côn trục dẫn đã tiếp xúc với lưng lưỡi cắt

Sau gia công nhiệt luyện đạt 45 — 48 HRC

+Trục dân dao: Là bộ phận dịch chuyển dọc theo ống dẫn và mở lưỡi cắt cắt cần

khoan Dùng thép hợp kim 40X chế tao

Trang 12

Một đầu rrục dẫn là nơi nhận áp lực bơm, dịch chuyển trong ống dẫn nên được gia công đường kính ngồi ®45,9 chênh với đường kính trong của ống dẫn <0/2mm, với chiều dài 57mm, dịch chuyển trơn nhẹ Tiện rãnh 5 mm lắp gioăng

chịu áp lực tránh rò rỉ nước có tác dụng như một pít tông tịnh tiến do áp lực của nước bơm

Một đầu tiện đường kính 26,9mm cài 217 mm để dịch chuyển trong đâu cất, để lưỡi cắt dịch chuyển nhẹ nhàng phải tiện côn đầu trục Với độ mở của lưỡi cất từ 8 — 10 mm, chiều rộng của một lưỡi cắt 24 mm phải tiện côn với góc 10°

Sau gia công nhiệt luyện đạt 45— 48 HRC

+ Ống dân: Là ống thép tròn được chế tạo bằng thép 40X Đường kính ngồi ®54

một đầu tiện ren trong M47,5 x 3.2 nối với đầu cắt Một đầu tiện ren M42,2 x 8 nối

đâu nối cân khoan Tổng chiều dài 278 mm

Đường kính trong của ống đạt ®46 để trục dẫn dịch chuyển Trên thân ống

khoan 04 lỗ ®5,5 cách nhau 90° và cách mối nối với đầu cắt 167 mm Các lỗ này

để thoát nước khi đã hoàn thành việc cắt đứt cần khoan

Sau gia công nhiệt luyện đạt 45 ~ 48 HRC

+Lòxo: Với sự chuyển dịch của trục dẫn từ 45 - 50mm, chiều dài của lò xo 101mm, chọn đường kính thép cuốn lò xo ©3,5 mm thi số vòng hữu hiệu của lò xo là 14 vòng, hai vòng vô hiệu hai đầu mài phẳng

Lò xo được cuốn nóng bằng thép 60C2, ram đạt độ cứng 47 - 50 HRC Su

ram kiểm tra bằng cách nén vuông gốc trục lò xo khi các bước chập xít lại, giữ

nguyên thời gian 18 — 24 giờ Độ biến dạng của kích thước 101 mm cho phép từ 0,5

- 1mm

+ Vòng đệm phẳng: Được chế rạo từ thép 40X có tác dụng đỡ chặn lò xo * Bộ dao cắt HQ :

Trang 13

Vé cấu tạo bộ dao cắt cân HQ giống như bộ dao cát cần NQ chỉ khác nhau

về kích thước theo đường kính trong của cần HQ và độ mờ của lưỡi cắt

Cả hai bộ dao cất cần NQ và HQ dùng chung một loại lưỡi cắt nên kích thước cụ thể của của bộ dao cắt HQ như sau:

+ Đầu cắt: Dùng thép hợp kim 40X với đường kính ngồi ®74, chiều dài 191 mm

như bộ dao NÑQ Do dùng chung một loại lưỡi cắt nên trên đầu cắt cũng phay 03 rãnh dài 68 mm rộng 8 mm cách đều nhau 120°* và khoan 03 lỗ chốt lưỡi cắt V uốt

côn góc 219 một đầu Một đầu tiện ren M67,5 x 3.2 lắp với ống dẫn Trên đâu tiện

ren khoan 03 lỗ ®6,5 cách nhau 120° lắp chốt chặn bạc đỡ lò xo Nhiệt luyện đạt

độ cứng 45 - 48 HRC

+ Trục dẫn: Dùng thép hợp kim 40X với đường kính ruc 65,7, chiéu dài trục 264,5 mm một đầu tiện trục có rãnh lắp gioăng cao su có tác dụng như một pít tông

tịnh tiến do áp lực của nước bơm, một đầu tiện côn góc 10° để đẩy lưỡi cắt với đường kính trục ®46,9 mm Nhiệt luyện đạt độ cứng 45 —48 HRC

+ Ống dẫn trục: Dùng rhép hợp kim 40X với đường kính trục ®74, chiều dài trục 278 mm, một đầu tiện ren M67,5 x 3,2 lắp với đâu cắt, một đầu tiện ren M42,2 x 8

nối đầu nối cản khoan Trên thân ống khoan 04 lỗ ®5,5 cách nhau 90° và cách mối nối với đầu cắt 167 mm Các lỗ này để thoát nước khi đã hoàn thành việc cắt đứt

cần khoan Sau gia công nhiệt luyện đạt độ cứng 45 - 48 HRC

+ Lò xo: Với sự chuyển dịch của trục dẫn từ 45 — 50mm, chiều dài của lò xo 101mm, chọn đường kính thép cuốn lò xo ®5 mm thì số vòng hữu hiệu của lò xo là 10 vòng, hai vòng vô hiệu hai đầu mài phẳng

Tò xo được cuốn nóng bằng thép 60C2, ram đạt độ cứng 47 - 50 HRC Sau

ram kiểm tra bằng cách nén vuông góc trục lò xo khi các bước chập xít lại, giữ

nguyên thời gian 18 — 24 giờ Độ biến dạng của kích thước 101 mm cho phép từ 0,5

- 1mm

Trang 14

+ Vòng đệm phẳng: Được chế rạo từ thép 40X có rác dụng đỡ chặn lò xo 2- Công nghệ chế tạo:

Trang 15

STT[ TarôNQ phải - Sơ đồ nguyên sông - Yêu cầu kỹ thuật Trang bị ông nghệ 1 | Gắt phôi Ø = 72 L= 208 Thép 9XG

2 _ | Tiên khoả mặt, tiện Ø85, L = 134, khoan lỗ, móc lỗ Ø28,5 suốt Độ đồng tâm Ø ngoài và Ø trong = 0,1 ~ Máy liện ~ Máy khoan 3 ~ Thuớc cặp ~ Mũi khoan 134 3 | Tien dau 2 Tiên Ø71,2, tiện ren rong M66 x 8 dài 50 a al ~ Máy liện aa (sna a gg 3 8 ~ Thuớc cặp 2055 sọ

4-_- | Tiên hoàn chỉnh đầu còn lại

Trang 17

STT Ta rô H@ phải - Sơ đồ nguyên công - Yêu cẩu kỹ thuật Trang bị công nghệ

Cắt phôi: Ø90, L= 208

Tiện khoả mặt, tiện Ø75 , khoan lỗ

Độ đồng tâm Ø ngoài và Ø trong = móc lỗ Ø28,5 0,1 028.5 Tiện đầu 2: Tiện Ø89, Tiện ren phải M84,4 x sâu 50 z 205,5 M8k48 gã

Tiện hoàn chỉnh đầu còn lại

Trang 19

STT Ta rô NG trái - Sở đổ nguyên công - Yêu cẩu kỹ thuật Trang bị công nghệ

1 | Oắt phôi Ø= 72 L=208

2 _ | Tiên khoả mặt, tiên Ø66, L= 208, khoan lỗ, móc lỗ Ø28,6 suốt Độ đểng tâm Ø ngoài và Ø trong =0,1 1 2g 3 | Tiện đẩu2 0 Tiên kích thướ 71/2 Tiên ren trái MB4x4,23 độ côn 18 1⁄2 đ—====H fe T2 285

4 | Tiên hoàn chỉnh đẩu còn lại

Trang 21

STT Ta rô HQ trái - So đổ nguyên công - Yêu cầu kỹ thuật Trang bị sông nghệ

Gất phôi: Ø = 90 L= 208

Tiện khoả mặt, tiện Ø78 , khoan lỗ, méc 15 028.6 Độ đồng tâm Ø ngoài và Ø trang =0, 1 | T | T 028,5 đTE 13t 208 Tiện đầu 2 a Tiện ren trái MB4x4,23 độ gôn 1:8 205.5

Tiện hoàn chỉnh đầu còn lại

Trang 23

STT Dau c&t NQ - Sơ đổ nguyên công - Yêu cầu kỹ thuật Trang bị công nghệ 1 | Cắt phôi:Đường kính Ø 85, dài L= 193”? 2 _ | Tiện khoả mặt, tiện G54, 248,8 dài 44 ow 3ä - Máy tiện 2] 4 - Thudc cp - Dao tiện + 1 2 | Đảo đầu: Tiện khoả mặt, tiện Ø64, tiện góc 21°: TT -} 3 - Máy tiện ~ Thuớc cặp, - Dao tiện 1

3 _ | Tiện hoàn chỉnh đầu còn lại

Trang 25

STT[ Ống ngoài bộ dao NG - Sơ đồ nguyên công - Yêu cầu kỹ thuật | Trang bị công nghệ 1 | Cắt phôi: Ø58, L= 280 2 | Tiện khoả mặt, tiện Ø54, khoan lỗ Ø39 - Máy tiện § - Thuớc cặp TT 7 7c [| biện - Mũi khoan Ø38 78

3 | Đảo đầu: Tiện khoả mặt, tiện Ø54, khoan lỗ Ø44, tiện móc lễ

Trang 27

STT Trục dao NQ - 8ø đồ nguyên công - Yêu cầu kỹ thuật Trang bị công nghệ

1 Cắt phôi: Ø47, L= 287

2 _ | Tiên Ø45,9, khoan lỗ Ø1, tiện Ø16,5, tiên ren M 165 x 1,25

Tiện rãnh lắp gioăng cao su r 266 SI 3 | Tiên đầu 2: Tiên 228,9, tiện góc 22 2 : 207 =

4 | Kiểm tra: thuổc cặp, dụng cụ kiểm ren

Trang 28

STT Đầu cắt HQ - Sơ đổ nguyên công - Yêu cẩu kỹ thuật Trang bị công nghệ Cắt phôi:Đường kính Ø78, dài L= 1937" Tiện khoả mặt, tiện Ø74, Ø87,6 dài 44: 467,5 #1 Đảo đầu: Tiện khoả mặt, tiện 74, tiện góo 21 182

Tiện hoàn chỉnh đầu còn lại

Tiện ren (M 67,Bx3,2); khoan lỗ Ø39, tiên móc lỗ Ø47:

Trang 29

ST Đầu cắt HQ - Sơ đồ nguyên công- Yêucầu kỹ thuật Trang bị công nghệ

Trang 32

STT| Trục dao NQ- Sơ đổ nguyên công - Yêu cầu kỹ thuật Trang bị công nghệ 1 | C&t phôi: Ø87, L= 267

2 _ | Tiện Ø85,7, khoan lỗ Ø15, tiện Øi8,5, tiện ren M 16,5 x 1,25 Tiện rãnh lắp gioăng cao su oz | 46 4 -—-—- “2 i - Máy tiên, a ~ Thuớc cặp =| 4 ~ Mũi khoan 1 3 6 SỈ 3 _ | Tiên đầu 2: Tiên 48,9, tién góc Z7 + ~ Máy liện Ñ ~ Thuớc cặp 07 2645

4 | Kiểm tra thuớc cặp, dụng cụ kiểm ren

Trang 33

PHAN III

'TỔ CHỨC THỰC HIỆN 1- Nội dung và thời gian thực hiện

Can cứ Quyết định số 6228/QÐ - BCT ngày 10 tháng 12 năm 2009 của Bộ

trưởng Bộ Công thương về việc đặt hàng thực hiện các nhiệm vụ khoa học và công

nghệ năm 2010 với nội dung cụ thể là:

1- Tính toán, thiết kế, lựa chon vat liệu và chế tạo hoàn thiện:

= 02 bd dao cắt cần NQ - 02 bd dao cắt cần HQ

-_ 02a rô cứu cần NQ ( Ô1 bộ phải, 01 bộ trái ) -_ 02a rô cứu cần HQ (ð1 bộ phải, 01 bộ trái )

2- Tổ chức thử nghiệm công nghiệp

3- Xác lập quy trình công nghệ sử dụng các dụng cụ trên

Căn cứ Hợp đồng đặt hàng sản xuất và cung cấp dịch vụ sự nghiệp công nghiên

cứu khoa học và phát triển công nghệ số 163.10.RD/HĐ - KHCN ngày 2 tháng 3

năm 2010 giữa Bộ Công thương và Công ty CP Khoan và Dịch vụ kỹ thuật khai thác mỏ, các thành viên được giao nhiệm vụ thực hiện gồm:

-_ Phạm Văn Nhâm - Kỹ sư khoan - Chủ nhiệm để tài

-_ Nguyễn Văn Tiến — Kỹ sư cơ khí -_ Vũ Đức Thụ — Kỹ sư khoan

- Bui Thuý Vân — Cử nhân

- Pham Xuan Thành - Kỹ sư khoan -_ Trịnh Ngọc Thanh - Kỹ sư khoan

-_ Nguyễn Hữu Thuần - Kỹ sư khoan

Đã tích cực cùng cơ quan chủ trì đề rài rổ chức thực hiện hoàn thành đề tài theo tiến độ đã được phê duyệt

Trang 34

2 San phẩm và đánh giá kết quả:

Sau khi được giao thực hiện hợp đồng nghiên cứu và thực hiện nhiệm vụ

khoa học công nghệ năm 2010 Nhóm tác giả đã hoàn thành các công việc:

1- Thiết kế chỉ tiết các dụng eụ cứu sự cố bộ cần, ống khoan mẫu luôn ( Bộ bản vẽ chế tạo và công nghệ gia công )

2- Chế tạo hoàn thiện toàn bộ các dụng cụ của đề tài

3- Thử nghiệm công nghiệp, đánh giá chất lượng sản phẩm gia công 4- Lập quy trình hướng dẫn sử dụng các dụng cụ

5- Báo cáo tổng kết việc rhực hiện

¡ khi đưa vào thử nghiệm để đánh giá kết quả đã được

Các sản phẩm của đi

cán bộ kỹ thuật và công nhân khoan đánh giá đạt

ệu quả tốt Các dụng cụ cứu sự

cố gia công trong nước rất phù hợp với cần khoan NQ và HQ đang sử dụng Những

yêu cầu đặt ra cho các bộ ra rô rất phù hợp, ren bắt vào cần chặt không ảnh hưởng

đến ren của cần Đặc biệt với các bộ dao cắt cần khi đưa thử nghiệm cũng đồng

thời hướng dẫn cả về lý thuyết cũng như thực hành cho cán bộ, cũng như các công

nhân khoan làm quen và sử dụng một cách thuần thục 3- Kết luận và hiệu quá kinh tế:

Đề tài : “ Nghiên cứu thiết kế chế tạo một số dụng cụ cứu sự cố cho công

nghệ khoan mẫu luồn “ là một đề tài nghiên cứu áp dụng thực tiến Các sản phẩm

của đề tài giúp cho Công ty giải quyết được nhu cầu về vật tư trang bị cho các đội

khoan thi công không phải nhập ngoại, giá thành hợp lý với đơn giá khoan của Tập

đồn Than khống sản Việt Nam và chủ động trong sản xuất

"Thông qua việc thực hiện đề tài cán bộ kỹ thuật và công nhân khoan nắm bắt được sâu rộng hơn về công nghệ khoan mẫu luồn, các công nghệ cứu sự cố trong

quá trình khoan

Trang 36

PHẨNIY HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG CÁC DỤNG CỤ CỨU SỰ CỐ 1~ Bộ m rô NQ và HQ: Trong quá rrình thỉ cơng ngồi việc bị kẹt bộ dụng cụ khoan còn xảy ra

al trường hợp như rơi bộ cần khoan trong quá trình kéo thả, cháy ren các cần

nối với nhau Trong những trường hợp này sử dụng ta rô NQ và HQ phải lắp vào đầu cần đang sử dụng để trục vớt vì các ta rô phải đã được gia công để lắp với cần

tương ứng Sau khi xác định chính xác vị trí đầu cần nằm trong lỗ khoan lắp ta rô với cần khoan tương ứng với chiều sâu thả đến vị trí đầu cần rơi Ta rô gia công với

độ côn 1:8 sẽ bắt ren với đường kính trong của cần, dùng khoá vặn cẩn khoan

khoảng 2 — 3 vòng đến khi có hiện tượng đánh ngược trả lại lúc đó ra rô đã bắt chặt

vào cần khoan, sử dụng bộ kéo thả kéo toàn bộ cột cần và bộ dụng eụ lên

Với các bộ ra rô trái nước ngồi khơng sản xuất bởi vì khi bị kẹt cố thì sử

dụng bộ dao cắt cần và dùng ra rô phải cứu Để tránh hư hỏng nhiều cần Công ty

hiện còn sử dụng nhiều cần ®50 trái của Nga và Trung Quốc lắp vào ra rô để tháo trái cần NQ và HQ Cần ở vị trí kẹt tiến hành doa chụp bên ngoài cần và tiếp tục

dùng ra rô trái tháo toàn bộ cột cần khoan

1I- Bộ dao cắt cần NQ và HQ:

Nguyên tắc sử dụng bộ dao cắt cần NQ dùng cần BQ để nối, bộ dao cắt cần

HQ thì dùng cần NQ để nối

Các bước thực hiện như sau:

- Kiểm tra kỹ càng bộ dao cắt trước khi thả bằng cách lắp vào cần xa nhích dùng bơm cấp nước khoan để kiểm tra Khi tăng và giảm áp lực của bơm bằng cách vặn

van xa nước của bơm các lưỡi cắt phải di chuyển ra vào nhẹ nhàng trơn rru

Trang 37

- Thả bộ dao cắt trong lòng cần khoan xuống vị trí cần cắt theo tính toán kết cấu

địa tầng lỗ khoan Lắp bộ cần khoan gắn bộ dao cắt vào cần xa nhích của máy

khoan

- Dùng máy bơm cấp nước vào cần khoan có bộ dao cắt, khoá van xả nước tăng dần

áp lực đạt đến 2,5 Kgjm thì dừng Với áp lực này trục dẫn của bộ dao cắt đầy toàn

bộ các lưỡi cắt tiếp xúc với đường kính trong của cần

- Sử dụng máy khoan quay trục Spiaden với tốc độ thấp nhất của máy Đặc biệt lưu

ý khi sử dụng ly hợp của máy khoan phải thật êm dịu nhẹ nhàng, nếu đóng tiếp hợp

nhanh sẽ xảy ra hiện tượng vấp lưỡi cắt sẽ dẫn đến mẻ lưỡi cắt Động tác đóng ly hợp và tiến hành cắt tốt nhất trước khi thả bộ dao cắt là cho thực hành cắt cần cũ ngay trên miệng lỗ khoan tránh hòng lưỡi cắt và kéo thả nhiều lần

- Khi bộ dao cắt đã quay đều, cần khoan quay êm lúc này lưỡi cắt đã cắt cần khoan

bị kẹt, tiếp tục tăng dân áp lực bơm một cách từ từ Dưới áp lực răng ruc dan sé

tỉnh tiến trong ống dẫn của bộ dao đẩy dân lưỡi cất ra cắt cần Máy khoan quay dèu các tay van điều khiển hệ thống thuỷ lực lên xuống đầu máy, dịch chuyển đều nằm

ở vị trí Stop

- Với thời gian tăng dần áp lực của bơm trong 10 phút, khi áp lực đạt 5 Kp/cmỶ rhì

đỉnh trên trục dẫn sẽ tịnh tiến tới vị trí của 03 lỗ khoan trên ống dẫn cũng là lúc

thực hiện cắt đứt cần

- Giảm hết áp lực bơm nước, dưới tác dụng của lò xo trục dẫn trở về vị wi ban đầu, các lưỡi cắt sẽ thu vào trong đầu cắt Tiến hành kéo bộ dao cắt lên

Trang 38

CÔNG TY CỔ PHẨN KHOAN CỘNGHOÀ XÃ HỘICHỦ NGHĨA VIỆT NAM

XÀ DYKTKT MỎ Độc lập - Tư do - Hạnh phúc

$ố: /2010KHCN Hà Nội, ngày 27 tháng 12 năm 2010

BIÊN BẢN NGHIỆM THU THỦ NGHIỆM ĐỀ TÀI

Tên đẻ tài: “ Nghiên cứu thiết kế chế tạo một số dụng cụ cứu sự cố cho cong nghệ khoan mẫu luôn “

Don vi thuc hi

ội khoan số 3 Hội đồng nghiệm thu gồm:

1- Ông: Nguyễn Duy Cảnh — Phó giám đốc Công ty — Chủ tịch Hội đồng 2- Ông: Nguyễn Văn Châu — Phó phòng KTAT — Theo dõi thử nghiệm

3- Ông: Phạm Xuân Thành — Kỹ sư khoan - Theo dõi thử nghiệm

4- Ông: Trần Văn Tiển - Đội trường khoan — trực riếp thực hiện thử nghiệm 5- Ông: Phạm Văn Nhâm - Chủ nhiệm đề rài

Tiến hành nghiệm thu khối lượng thi công thử nghiệm các dụng cụ cứu sự cố cho công nghệ khoan mẫu luồn tại lỗ khoan HR 73 gồm:

Tại lỗ khoan HR 73 - Hà Ráng Quảng Ninh thỉ công khoan thăm dò với chiều sâu thiết kế 700 m Sử dụng máy khoan XY - 44 của Trung Quốc và sử dụng cần NQ khoan ở chiều sâu 520m ngày 10 tháng 12 năm 2010 bị kẹt cố Các dụng

cụ vừa được chế tạo của đề tài gồm: bộ dao cắt cần NQ, ra rô phải và trái NQ được

đưa vào sử dụng để cứu kẹt

Bộ dao cắt cần được hướng dẫn sử dụng ngay tại miệng lỗ khoan để công

nhân vận hành thuần thục

Trang 39

Kết quả sau 5 ngày đã cứu được toàn bộ cần và bộ dụng cụ khoan Qua kiểm

tra đánh giá toàn bộ số cần đều tiếp tục sử dụng được Khả năng bắt ren của ta rô

tốt không gây hư hỏng ren cần khoan

Kết luân: Các sản phẩm của đề tài đạt yêu cầu về chất lượng sử dụng cho phép gia công với số lượng nhiều để trang bị cho từng độ khoan giảm giá thành

nhập ngoại và tăng tính chủ động rong việc đáp ứng yêu cầu sản xuất tại công trình

HỘI ĐỒNG NGHIỆM THU

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

Trang 40

CÔNG TY CỔ PHẨN KHOAN CỘNGHOÀ XÃ HỘICHỦ NGHĨA VIỆT NAM

XÀ DYKTKT MỎ Độc lập - Tư do - Hạnh phúc

$ố: /2010KHCN Hà Nội, ngày 28 tháng 12 năm 2010

BIÊN BẢN NGHIỆM THU ĐỀ TÀI CẤP CƠ SỞ

Tên đẻ tài: “ Nghiên cứu thiết kế chế tạo một số dụng cụ cứu sự cố cho công, nghệ khoan mẫu luồn “

( Thực hiện Hợp đồng đặt hàng sản xuất và cung cấp dịch vụ sự nghiệp công

nghiên cứu khoa học và phát triển công nghệ số 163.10RD/HĐ-KHCN ngày 02 tháng 03 năm 2010 giữa Bộ Công Thương và Công ty CP Khoan va Dich vụ kỹ

thuật khai thác mỏ )

Thanh phan hội đồng nghiêm thu

1- Ông: Nguyễn Duy Cảnh — Phó giám đốc Công ty — Chủ tịch Hội đồng 2- Ông: Phạm Xuân Thành — Kỹ sư khoan - Uỷ viên

3- Ông: Nguyễn Văn Châu — Kỹ sư khoan - Uỷ viên 4- Ông: Vũ Đức Thụ - Kỹ sư khoan - Uỷ viên

5- Ông: Nguyễn Văn Tấn — Chuyên viên kinh tế - Uỷ viên 6- Ông: Trịnh Ngọc Thanh - Kỹ sư khoan — thu ký Hội đồng

7- Ông: Nguyễn Văn Tiến - Kỹ sư cơ khí— Uỷ viên

Nội dung nghiệm thu: 1~ Phần chung:

1- Ông Trịnh Ngọc Thanh — thu ký Hội đồng đọc quyết định giao nhiệm vụ

thực hiện hợp đồng với Bộ Công Thương, quyết định thành lập Hội đồng

nghiệm thu của Công ty và nội dung làm việc của Hội nghị

2- Ông: Nguyễn Duy Cảnh — Chủ tịch Hội đồng nêu ý kiến chỉ đạo Hội nghị và điều khiển Hội nghị thực hiện các nội dung nghiệm thu

3- Ông: Phạm Văn Nhâm - Chủ nhiệm để tài trình bày chỉ tiết báo cáo thực hiện đề tài rước Hội đồng