Bài giảng hướng dẫn thực tập khoan khai thác

Các dụng cụ chính của máy khoan gồm có: Côn ma sát để đóng mở máy Hộp số nhiều cấp để điều chỉnh tốc độ quay khi khoan và kéo thả cần Tời, sức kéo của tời phải tương ứng với tả

Trang 1

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA KỸ THUẬT ĐỊA CHẤT VÀ DẦU KHÍ

-oOo -

BÀI GIẢNG

Trang 2

MỤC LỤC BÀI GIẢNG

2 Bài 1: Làm quen với thiết bị và dụng cụ khoan 14

3 Bài 2: Khoan khảo sát địa chất công trình 127

Trang 3

BÀI GIẢNG HƯỚNG DẪN THỰC TẬP KHOAN - KHAI THÁC

ThS HOÀNG TRỌNG QUANG ThS BÙI TỬ AN

Bộ môn : Khoan và Khai thác

GIỚI THIỆU MÔN HỌC

Trang 4

Mục lục

(video)

Trang 5

MỤC TIÊU MÔN HỌC

làm quen với nghề nghiệp.

thực hành một số công việc khoan địa chất công trình, địa chất thủy văn tại hiện trường.

khai thác.

Trang 6

NỘI DUNG MÔN HỌC

Bài 1:

LÀM QUEN VỚI THIẾT BỊ VÀ DỤNG CỤ KHOAN

I Nội dung và yêu cầu thực tập

II Cơ sở lý thuyết

2.1 Thiết bị khoan2.2 Dụng cụ khoan2.3 Các dụng cụ trong bộ kéo thả2.4 Các dụng cụ cứu sự cố và tháo mở cầnIII Điều kiện thực tập và cách thức tổ chức

Trang 7

Bài 2:

KHOAN KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH

2.1 Giới thiệu2.2 Các phương pháp khoan2.3 Lấy mẫu đất

2.4 Bảo quản và ghi nhãn mẫu2.5 Các thí nghiệm trong hố khoan

III Điều kiện thực tập và cách thức tổ chức

Trang 8

Bài 3:

KHOAN THĂM DÒ KHAI THÁC NƯỚC

2.1 Phân loại giếng và các phương pháp khoan2.2 Một số yêu cầu cơ bản đối với giếng khoan 2.3 Công nghệ khoan

2.4 Tính toán sơ bộ về ống lọc2.5 Khôi phục độ nhả nước của tầng chứa nước2.6 Trám giếng khoan

III Điều kiện thực tập và cách thức tổ chức

Trang 9

NỘI QUI VÀ KỸ THUẬT AN TOÀN CƠ BẢN

1 Những qui định chung

• Đội nón, mang giày bảo hộ, mang găng tay khi khoan.

• Không làm việc khi có giông, mưa to hoặc bảo

• Có biển cảnh báo thi công

• Chú ý đến công tác bảo vệ môi trường

Không vứt rác phế thải

Không để dung dịch khoan tràn ra ngoài

San lấp và phục hồi mặt bằng khi di dời

Trang 10

2 An toàn khi lắp đặt các thiết bị

• Chuẩn bị nền và khu vực khoan.

• Không đặt thiết bị khoan ở sườn dốc.

• Đảm bảo khoảng cách nhỏ nhất từ máy khoan đến nhà ở, nhà xưởng, đường dây điện bằng 1,5 lần chiều cao tháp khoan.

Trang 11

• Không lắp đặt thiết bị trong khu vực cấm của mạng điện cao thế.

• Đảm bảo chiều rộng tối thiểu các lối đi trên khoan trường

• Lắp đặt hệ thống chống sét

Trang 12

3 Một số điều nghiêm cấm

• Thay đổi chuyển động khi máy chưa dừng hẳn

• Dùng roto để mở hoặc vặn choòng khoan và bộ khoan cụ

• Khoá chặt các tay điều khiển của máy khoan, máy bơm, máy phát lực

• Dùng ống công có vết nứt, vỡ, vết hàn ngang hoặc dài quá

2 m để công khi tháo cần khoan, vặn ống chống

• Sử dụng ống công để mở hoặc tháo dụng cụ khoan mà đoạn ống lồng vào khoá dưới 0,2m

Trang 13

4 Một số chú ý

• Khi có việc cần leo lên tháp khoan, cần đảm bảo:

Dụng cụ, đồ đạc nặng phải đưa lên bằng tời

Cho phép mang theo người những dụng cụ gọn nhẹ (kìm, mỏ lết, tuốt nơ vít, ) nhưng không được

ầm tay mà phải bỏ vào túi xách có quai đeo.

Mang thắt lưng khi làm việc trên cao

• Khi có sự cố hoặc do nguyên nhân nào đó mà phải dừng khoan thì phải kéo bộ khoan cụ đến vị trí an toàn trong lỗ khoan

Trang 14

HÌNH THỨC ĐÁNH GIÁ

- Nộp báo cáo thực tập: 50%

- Thi vấn đáp hoặc viết: 50%

Trang 15

TÀI LIỆU THAM KHẢO

- Kỹ thuật khoan địa chất, NXB Công nhân kỹ thuật,

Trang 16

BÀI GIẢNG HƯỚNG DẪN THỰC TẬP KHOAN - KHAI THÁC

ThS HOÀNG TRỌNG QUANG ThS BÙI TỬ AN

Bộ môn : Khoan và Khai thác

BÀI 1: LÀM QUEN VỚI THIẾT BỊ

& DỤNG CỤ KHOAN

Trang 17

Mục lục

I Nội dung và yêu cầu thực tập

II Cơ sở lý thuyết

2.1 Thiết bị khoan 2.2 Dụng cụ khoan 2.3 Các dụng cụ trong bộ kéo thả 2.4 Các dụng cụ cứu sự cố và tháo mở cần

III Điều kiện thực tập và cách thức tổ chức

Trang 18

I NỘI DUNG VÀ YÊU CẦU THỰC TẬP

Trang 19

NỘI DUNG VÀ YÊU CẦU THỰC TẬP

Trang 20

II CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1 Thiết bị khoan 2.2 Dụng cụ khoan 2.3 Các dụng cụ trong bộ kéo thả 2.4 Các dụng cụ cứu sự cố và tháo mở cần

Trang 21

2.1 Thiết bị khoan

1 Máy khoan

2 Máy bơm dung dịch

3 Tháp khoan

Trang 22

1 MÁY KHOAN

Bộ máy khoan trong khoan xoay lấy mẫu gồm có: máy khoan,

động cơ kéo (điện hoặc diesel), máy bơm dung dịch và tháp khoan

Các dụng cụ chính của máy khoan

gồm có:

Côn ma sát để đóng mở máy

Hộp số nhiều cấp để điều chỉnh tốc độ quay khi khoan và kéo thả cần

Tời, sức kéo của tời phải tương ứng với tải trọng lớn nhất của cột cần khoan hay ống chống của lỗ khoan và hệ thống ròng rọc được dùng

Trang 23

Bộ phận điều chỉnh áp lực lên đáy lỗ khoan tùy thuộc vào hệthống điều chỉnh áp lực, có thể phân loại ra các máy khoan như sau:

1 Máy khoan có hệ thống điều chỉnh áp lực bằng tay đòn bẩy

2 Máy khoan có hệ thống điều chỉnh áp lực bằng thủy lực

3 Máy khoan có hệ thống điều chỉnh áp lực bằng vít vi sai

4 Máy khoan có hệ thống điều chỉnh áp lực bằng đòn bẩy vit vi sai

5 Điều chỉnh áp lực bằng cần chủ đạo và bộ phanh tời (khoan rôto)

MÁY KHOAN

Trang 24

Loại 1÷ 4 thì sự truyền chuyển động quay cho cần khoan được truyền qua trục chính Các máy có thể khoan đứng và khoan nghiêng

Loại 5 không có trục chính mà dùng cần chủ đạo kiểu lục lăng hay vuông 4 cạnh để quay cột cần khoan Máy khoan rôto chỉ

để khoan các lỗ khoan thẳng đứng ở các đất đá cứng trung bình và mềm (cấp I ÷ VII) Trong đất đá mềm bở rời khoan rôto rất có lợi về tốc độ khoan thương mại so với khoan điều áp thủy lực và vít vi sai vì không cần phải tháo mở mâm cặp Đểrút ngắn thời gian di chuyển từ nơi này sang nơi khác người ta thiết kế đặt máy khoan lên rơ móc hoặc xe ôtô tự hành, chủyếu áp dụng cho phương phàp khoan rôto

MÁY KHOAN

Trang 25

Hiện nay các kiểu máy khoan từ 1÷ 4 được dùng chủ yếu cho khoan khảo sát địa chất công trình và khoan thăm dò khoáng sản cứng nhưng loại thứ 2 (điều chỉnh bằng thủy lực ) ứng dụng rộng rãi nhất.

Tùy theo nhiệm vụ mà kích thước và qui

mô của máy có thể khác nhau, có thểgiới thiệu các máy khoan họ ЗИф của Liên Xô cũ như ЗИф 1200 A,M,MP;

ЗИф 650 A,M; ЗИф 300; ЗИф 150;

ЗИф 75 … Các máy khoan của hãng Longer (USA): Longer 300, 800, 100 …Các máy khoan của hãng Koken (Japan)

MÁY KHOAN

Trang 26

Hình 1.1a Các loại máy khoan hoạt động theo nguyên lý thủy lực

Hình 1.1a giới thiệu các loại máy khoan ЗИф 1200MR, ЗИф

650, ЗИф 150; đây làcác kiểu máy khoan điều khiển áp lực lên đáy bằng đầu thủy lực

và truyền chuyển động thông qua hệ thống mâm cặp và trục Spindel chủ yếu dùng cho thăm dò khoán sản cứng và loại nhỏ dùng cho khoan khảo sát địa chất công trình

MÁY KHOAN

Trang 27

8 Tời

9 Tháp dạng cột

10 Đầu quay

11 Đèn pha

12 Khung bảo vệ

13 Lưỡi khoan guồng xoắn

14 Xylanh thuỷ lực

1 Khung máy

2 Động cơ diesel 48 HP

3 Xylanh thuỷ lực nâng

và hạ tháp

4 Cơ cấu đập

5 Hộp số truyền động

6 Bộ phanh

7 Điều khiển

Hình 1.1b Thiết bị khoan tự hành YΓb - 50M

Trang 28

Hình 1.2 Giới thiệu về thiết bị khoan thăm dò và khai thác nước YPb-3AM (kiểu điện áp lên đáy bằng hệ thông cần khoan và thanh hãm, truyền chuyển động quay thông qua bàn roto)

MÁY KHOAN

Trang 29

Thao tác vận hành máy khoan truyền áp bằng thủy lực

Một số chú ý khi thao tác máy khoan truyền áp bằng thủy lực

Muốn sử dụng máy tốt cần phải nắm vững nguyên lí hoạt động của các bộ phận máy và mối liên hệ giữa chúng với nhau

Khi điều khiển máy khoan kiểu ÇΦ, nhất thiết phải theo những quy định sau:

Không đóng ly hợp của máy bơm nước rửa và bơm dầu khi chưa ngắt côn diezel

Muốn đóng ly hợp cho tời và cho đầu quay làm việc phải ngắt ly hợp nước của máy khoan

Khi nâng hạ bộ dụng cụ khoan có trọng lượng lớn hơn 500kg cấm không được kéo thả với vận tốc lớn và phanh đột ngột để tránh quá tải cho cáp và tháp khoan, tốc độ thả cho phép là 5 – 6 m/s

Trang 30

Không được để ly hợp ma sát làm việc qúa tải, các lá

ma sát bộ trượt sẽ bị hư hỏng

Dưới đây là phương pháp sử dụng trong từng trường hợp cụthể

1 Chuẩn bị cho máy khoan làm việc

Trước khi cho máy khoan chạy phải quan sát tình hình chạy của máy diesel hoặc động cơ kéo xem có dấu hiệu gìnghi là hỏng hóc không Sau đó tiến hành kiểm tra

Kiểm tra các mối nối giữa các cơ cấu và các chi tiết, sựbắt chặt chúng với khung máy và giữa giá để máy với móng máy Trường hợp cần thiết, phải xiết chặt các bulông lại

Kiểm tra độ căng của các dây đai, xích truyền,đóng mởthử các khớp ly hợp, kiểm tra sự làm việc của hệ thống phanh tời, trường hợp cần thiết phải điều chỉnh cho thích hợp

Trang 31

Tra dầu mỡ vào các bộ phận chi tiết theo sơ đồ hướng dẫn của từng máy.

Kiểm tra dầu bôi trơn của hộp số, đầu quay, dầu áp lực trong thùng chứa, tiến hành kiểm tra lưới lọc của gió hút, tiến hành kiểm tra mối nối của các ống dẫn dầu nếu thấy cần thiết

Mắc cáp vào trong tời, chú ý chiều dài cáp phải đảm bảo khi đặt Elevatơ hay ròng rọc động xuống sàn tháp, thìtrong tời phải còn ít nhất 3 vòng cáp

Kiểm tra khả năng dễ quay của các trục truyền động của máy, bằng cách quay trục Spinden bằng tay, khi đã đặt các tay điều khiển về vị trí truyền lực với tốc độ quay khác nhau

Trang 32

Đặt các tay điều khiển về vị trí trung gian hoặc vị trí ngắt truyền động

Kiểm tra chiều quay của động cơ điện, trường hợp không đúng phải đấu lại đầu dây điện

2 Cho máy chạy

Nếu máy phát lực là động cơ đốt trong thì đầu tiên là phải khởi động máy phát lực, chờ cho đồng hồ nhiệt báo 70o mới đóng côn diezel cho hộp phân lực hoạt động Lúc này

ly hợp ma sát của máy khoan và máy bơm dung dịch phải

ở trạng thái ngắt lực Khi hộp phân lực đã làm việc ổn định mới đóng ly hợp của máy khoan và điều khiển các cơ cấu của máy làm việc với các tốc độ khác nhau Thử lại

hệ thống lực và có thể bắt đầu khoan

Trang 33

Nếu máy phát lực là động cơ điện ( trường hợp máy khoan và máy bơm có động cơ riêng ) Trước hết khởi động cho động cơ máy khoan làm việc và tiến hành kiểm tra máy khoan theo các bước trên rồi mới khởi động cho động cơ máy bơm làm việc, kiểm tra khả năng làm việc của máy rồi khoan

3 Chăm sóc máy trong thời gian làm việc

Mục đích là phát hiện các hỏng hóc của máy

Luôn kiểm tra độ căng của các đai truyền lực, không được quá căng hay quá chùng

Luôn chú ý đến nhiệt độ của dầu bôi trơn ở hộp số, hệthống thủy lực các chi tiết, các ổ bi, kiểm tra bằng cách đặt tay vào các chỗ nghi ngờ, nhiệt độ cho phép là nhiệt độtay có thể chịu được

Không đổ dầu mỡ, dung dịch nhầy vào các má phanh của tời, các đĩa ma sát của ly hợp ma sát

Trang 34

Không để giá trượt của máy khoan bẩn

Khi máy làm việc, các bàn kẹp chân máy phải được bắt chặt, không để máy rung, lắc gây ra hư hỏng

Luôn theo dõi chỉ số áp suất trên đồng hồ của máy bơm, trên đồng hồ của máy khoan, không để áp suất vượt quágiới hạn cho phép

4 Dừng máy

Thủ tục gồm các bước:

Tháo tải khỏi đầu quay hoặc tời

Để tay điều khiển hộp số về vị trí trung gian

Ngắt ly hợp ma sát của máy khoan

Ngắt ly hợp của máy bơm dầu

Trang 35

Ngắt ly hợp ma sát của máy bơm dung dịch

Ngắt ly hợp ma sát của diezel

Dừng diezel hoặc động cơ có điện

Làm vệ sinh và tra dầu mỡ cho các cơ cấu của máy

5 Chuẩn bị cho hệ thống thủy lực làm việc

Kiểm tra các đầu nối của hệ thống ống dẫn dầu, đặc biệt chú ý các mối nối ở ống hút, không khí lọt vào thì máy bơm sẽ không hút được dầu hoặc áp suất dầu trong hệthống thủy lực sẽ giảm

Đổ đầy dầu vào thùng

Đổ đầy dầu vào máy bơm dầu

Trang 36

Bơm đầy dầu vào các xilanh đầu máy và hệ thống ống dẫn bằng cách hạ hai pittong xuống vị trí thấp nhất, để tay van phân phối về vị trí “spinden đi lên”, vặn van lưu lượng đểnâng pittông lên vị trí cao nhất, sau đó gạt tay van phân phối về vị trí “Spinden đi xuống”, điều chỉnh van lưu lượng

để bơm dầu vào phần trên xilanh, đẩy pittông đi xuống vịtrí thấp nhất

Làm như vậy từ 3 – 5 lần để nén hết bọt khí ra khỏi hệthống thủy lực

Sau khi bơm đầy dầu vào các xilanh và đường ống dẫn, cần đổ thêm dầu vào thùng chứa cho đủ

Trang 37

Giới thiệu tổng quát về máy khoan YPb – 3AM

Trang 38

Cần chủ đạo trong quá trình quay có thể trượt dọc trong lỗrôto Nhờ cấu tạo như vậy nên máy khoan này có thể khoan liên tục từ 5-6m (bằng chiều dài cần chủ đạo) mới phải dừng lại để tiếp cần, không dừng lại để xiết chấu mâm cặp và nâng trục chính như các khoan có trục spinden, do đó năng suất của máy khoan này rất cao trong đất đá mềm

Trang 39

Đặc tính kỹ thuật

Bộ máy khoan kiểu này được thiết kế theo kiểu tự hành, toàn

bộ các thiết bị tới, bàn rôto, hộp tốc độ, tháp khoan, máy phát lực hoặc máy phát điện (8,5kw) để cung cấp điện cho động cơ máy trộn dung dịch và hệ thống chiếu sáng, đều được đặt gọn trên xe ôtô Do vậy nó có tính cơ động cao

Máy khoan này được dùng để khoan các giếng thủy văn, địa chất công trình… với chiều sâu lớn nhất là 300m hoặc 500m tùy theo đường kính mở lỗ

Trang 40

11.Ly hợp 12.Thùng dầu thủy lực

13 Tay điều khiển

14 Tời

15 Hộp số

16 Bảng điện

17 Máy phát điện 18.Bộ truyền dẫn máy phát điện 19.Khung

10.Máy bơm khoan

HÌNH 1.3: THIẾT BỊ KHOAN YPb-3AM

Máy khoan thăm dò và khai thác nước YPb – 3AM

Trang 41

Các cơ cấu chính

1 Hộp biến tốc cấu tạo gồm:

Vỏ 1, trong vỏ này bố trí một trục chủ động I, trục bị động II, trục đổi chiều quay III, mỗi trục đều đỡ trên hai ổ bi

Trên trục I có vấu ly hợp 2 lắp then hoa với trục; bánh đai thang 3 lắp quay trơn bằng ổ bi với trục, bánh răng Z1 vànhóm hai bánh răng Z2, Z3 lắp then hoa với trục nhờ hai tay gạt thông ra ngoài vỏ hộp để thay đổi sự ăn khớp với các trục bánh răng II

Trên trục II có các bánh răng trụ Z4, Z5, Z6 và bánh răng côn Z7 lắp cố định với trục; vấu ly hợp 5 lắp then hoa với trục; trục truyền động cho bàn roto qua trục 6 lắp quay trơn bằng ổ bi với trục

Trên trục III có các bánh răng Z8 và Z9 lắp cố định, bánh răng Z8 luôn luôn ăn khớp với bánh răng Z4 của trục II vàbánh răng Z9 có khả năng ăn khớp với bánh răng Z1

Trang 42

Việc thay đổi tốc độ diễn ra như sau:

Số 1: Gạt cho bánh răng Z1 ăn nkhơ1p với bánh răng Z4

Số 2: Gạt cho bánh răng Z3 ăn khớp với Z6

Số 3: Gạt cho bánh răng Z2 ăn khớp với Z5

Đổi chiều quay: Gạt bánh răng Z1 cho ăn khớp với Z9

2 Bàn rôto: Dùng để truyền lực quay cho bộ dụng cụ khoan, đểlàm giá đỡ trong quá trình kéo, thả hoặc chống ống

3 Tời

Cấu tạo: Thuộc loại tời ma sát cấu tạo gồm trục tời, tang

tời, ổ bi, bộ ly hợp ma sát (moayơ, đĩa chủ động, đòn bẩy

ép, đai ốc, vòng ép, chốt hãm), lò xo, đĩa bị động, côn đội

Trang 43

Nguyên lý truyền động: Khi con đội chuyển động sang

phải, cánh tay đòn bên trái của đòn bẩy bị nâng lên làm cho cánh tay đòn bên phải tỳ mạnh vào đĩa ma sát chủ động, ép toàn bị các đĩa của ly hợp thành một khối, lực được chuyển từ trục tời sang tang tời, đồng thời lúc này lò

xo bị ép Khi con đội chuyển sang trái, cánh tay đòn bên trái của đòn bẩy hạ xuống, cánh tay đòn bên phải nâng lên, lò xo sẽ đẩy cho các đĩa ly hợp tách rời sau ra, lực sẽ

bị ngắt, trục tời cùng các đĩa chủ đạo tiếp tục quay còn đĩa

bị động và tăng tời cùng các đĩa chủ đạo tiếp tục quay còn đĩa bị động và tang tời thì không quay

Trang 44

4 Hệ thống thủy lực

Trên máy khoan YPb – 3AM có trang bị một hệ thống thủy lực với nhiệm vụ dừng, hạ thấp và kích nhổ ống chống hoặc cứu sự cố

Nguyên lý làm việc như sau: Khi dựng tháp thì dùng van điều tiết và van lưu lượng để mở cho dầu vào kích dựng tháp, van điều chỉnh lưu lượng xả dầu về thùng qua đó để điều chỉnh tốc độ dựng tháp, khi hạ thấp van lưu lượng

mở hoàn toàn và dùng van điều chỉnh để điều chỉnh tốc

độ hạ dưới lực nén của trọng lượng tháp, dầu sẽ qua van lưu lượng và van điều tiết để về thùng Van an toàn có tác dụng khống chế áp lực làm việc của hệ thống thủy lực

Định dạng
Số trang	250
Dung lượng	5 MB