Nghiên cứu ứng dụng công nghệ khoan tuần hoàn ngược trong khoan khai thác nước ngầm ở đồng bằng nam bộ

Đại học Quốc gia Tp Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TRẦN VĂN CHUNG NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ KHOAN TUẦN HOÀN NGƯC TRONG KHOAN KHAI THÁC NƯỚC NGẦM Ở ĐỒNG BẰNG NAM BỘ Chuyên ngành: Kỹ thuật khoan, khai thác công nghệ dầu khí LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng năm 2007 ii CÔNG TRÌNH NÀY ĐƯC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học TS Vũ Văn Ái: TS Vũ Văn Nghi: Cán chấm nhận xét 1: TS Mai Cao Lân Cán chấm nhận xét 2: PGS TS Cao Ngọc Lâm Luận văn thạc só bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày 15 tháng năm 2007 iii ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHIÃ VIỆT NAM Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc -oOo Tp HCM, ngày 10 tháng 08 năm 2007 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Trần Văn Chung Giới tính : Nam ;/ Nữ Ngày, tháng, năm sinh : 22 tháng 12 năm 1960 Nơi sinh : Nghệ An Chuyên ngành : Kỹ thuật khoan, khai thác công nghệ dầu khí Khoá (Năm trúng tuyển) : 16 (năm 2005) 1- TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu ứng dụng công nghệ khoan tuần hoàn ngược khoan khai thác nước ngầm đồng Nam Bộ 2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN: Phân tích số liệu thống kê công trình thi công Liên đoàn ĐCTV-ĐCCT miền Nam năm qua hai công nghệ khoan để khẳng định tính hiệu công nghệ tuần hoàn ngược Trên sở điều kiện địa chất – địa chất thủy văn vùng đồng Nam Bộ, phân tích, lựa chọn sơ đồ công nghệ khoan tuần hoàn ngược phù hợp với vùng nghiên cứu Xây dựng quy trình kỹ thuật thiết kế, thi công giếng khoan khai thác nước công nghệ tuần hoàn ngược đồng Nam Bộ 3- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 27 tháng năm 2007 4- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 15 tháng năm 2007 5- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Ghi đầy đủ học hàm, học vị ): TS Vũ Văn Ái TS Vũ Văn Nghi Nội dung đề cương Luận văn thạc só Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Họ tên chữ ký) CHỦ NHIỆM BỘ MÔN QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH (Họ tên chữ ký) iv LỜI CẢM ƠN Sau gần năm học tập nghiên cứu, hoàn thành chương trình cao học Khoa Kỹ thuật Địa chất Dầu khí – Trường Đại học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh Để có kết này, xin chân thành cảm ơn Thầy TS Vũ Văn Ái Thầy TS Vũ Văn Nghi tận tình hướng dẫn trình thực đề tài nghiên cứu, xin cảm ơn thầy cô bạn Khoa, Bộ môn giúp đỡ nhiệt tình trình học tập Tôi xin chân thành cảm ơn vị Lãnh đạo, bạn bè đồng nghiệp Liên đoàn ĐCTV-ĐCCT miền Nam động viên, giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi để hoàn thành khóa học Tôi thực cảm động trước nguồn động viên tinh thần lớn lao từ vợ, gái người thân hết lòng khuyến khích ủng hộ hai năm qua Tôi xin chân thành cảm ơn v TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Hiện nhu cầu sử dụng nước khai thác từ giếng khoan phục vụ cho sinh hoạt sản xuất trở thành yêu cầu cấp bách Công nghệ khoan tuần hoàn ngược (THN) với ưu điểm vượt trội công nghệ khoan có hiệu cao việc thi công giếng khoan khai thác nước có quy mô lớn Để ứng dụng rộng rãi công nghệ THN sản xuất, luận văn nghiên cứu đánh giá chi tiết hiệu công nghệ khoan, xây dựng quy trình kỹ thuật thiết kế, thi công giếng khoan công nghệ THN đồng Nam Bộ Ngoài phần mở đầu kết luận, luận văn chia thành chương dài 98 trang A4 bao gồm 14 biểu bảng 35 hình, ảnh minh họa Sau mô tả sơ lược vị trí đặc điểm địa chất thủy văn vùng nghiên cứu chương I, chương II đưa đánh giá tổng quan việc ứng dụng công nghệ khoan THN giới Việt Nam Chương III thực việc đánh giá chi tiết so sánh hiệu công nghệ khoan vùng nghiên cứu Chương IV tập trung phân tích lựa chọn sơ đồ công nghệ khoan THN phù hợp vùng nghiên cứu Trên sở lý thuyết số liệu thi công thực tế, chương V dành cho việc xây dựng quy trình kỹ thuật thiết kế, thi công giếng khoan công nghệ THN vùng đồng Nam Bộ vi ABSTRACT At present, fresh water demand exploited from water wells for domestic use and production becomes exigent The reverse circulation drilling method (RCD) with its advantages is now a drilling technique having high efficiency in drilling of water production wells with large capacity In order to widely apply this drilling technique in production, the thesis put forward its tasks to evaluate in detail efficiency of both drilling methods, set up a technical process for designing and drilling water production wells by RCD in Nam Bo area Besides introduction and conclusion, the thesis consists of chapters, including 98 pages, 14 tables, 35 pictures and drawings After describing location and hydrogeological settings of the studying area in chapter I, the thesis reversed chapter II for viewing RCD application in many countries and in Viet Nam Chapter III performed detail evaluation and comparison of both drilling methods Chapter IV concentrated on analyzing and choosing schematic drawing of RCD system for Nam Bo area Based on theory and real drilling data, the chapter V was reserved for setting up a technical process for water wells designing and drilling by RCD in Nam Bo plain vii MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1  CHƯƠNG SƠ LƯC ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT THỦY VĂN VÙNG ĐỒNG BẰNG NAM BỘ 5  1.1 Khaùi quaùt chung 5  1.2 Đặc điểm tầng chứa nước 5  1.2.1 Tầng chứa nước lỗ hổng trầm tích Pleistocen thượng (qp3) .5  1.2.2 Tầng chứa nước lỗ hổng trầm tích Pleistocen trung-thượng (qp2-3) 7  1.2.3 Tầng chứa nước lỗ hổng trầm tích Pleistocen hạ (qp1) 8  1.2.4 Tầng chứa nước lỗ hổng trầm tích Pliocen trung (n22) .8  1.2.5 Tầng chứa nước lỗ hổng trầm tích Pliocen hạ (n21) 9  1.2.6 Tầng chứa nước lỗ hổng trầm tích Miocen thượng (n13) 10  CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ KHOAN TUẦN HOÀN NGƯC TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM 12  2.1 Ứng dụng công nghệ khoan tuần hoàn ngược giới 12  2.1.1 Sự hình thành công nghệ khoan tuần hoàn ngược 12  2.1.2 Ứng dụng công nghệ khoan tuần hoàn ngược số nước 12  2.2 Tình hình sử dụng công nghệ khoan tuần hoàn ngược Việt Nam 17  CHƯƠNG ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ CỦA CÔNG NGHỆ KHOAN TUẦN HOÀN NGƯC Ở ĐỒNG BẰNG NAM BỘ 23  3.1 Thống kê giếng khoan thi công công nghệ khoan tuần hoàn ngược Đồng Nam Bộ 23  viii 3.2 Đánh giá hiệu công nghệ khoan tuần hoàn ngược Đồng Nam Bộ 25  3.2.1 So sánh, đánh giá thời gian thi công công trình .26  3.2.2 So sánh đánh giá lưu lượng, mực hạ thấp giếng khoan 28  3.2.3 Đánh giá tiêu kinh tế giếng khoan khai thác dự án đầu tư 29  3.2.4 Kết luận 31  CHƯƠNG PHÂN TÍCH, LỰA CHỌN SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ KHOAN TUẦN HOÀN NGƯC PHÙ HP VÙNG NGHIÊN CỨU 32  4.1 Cơ sở lý thuyết 32  4.1.1 Chế độ chảy dung dịch khoan 32  4.1.2 Xác định chương trình thủy lực rửa lỗ khoan 32  4.2 Nguyên lý công nghệ khoan tuần hoàn ngược 35  4.2.1 Nguyên lý công nghệ khoan THN 35  4.2.2 Các ưu điểm công nghệ tuần hoàn ngược: 37  4.2.3 Điều kiện áp dụng hiệu công nghệ khoan tuần hoàn ngược .38  4.3 Các sơ đồ công nghệ khoan tuần hoàn ngược 38  4.3.1 Duy trì tuần hoàn việc ép dung dịch 39  4.3.2 Tuần hoàn bơm hút với bơm chân không .40  4.3.3 Tuần hoàn bơm phun .41  4.3.4 Phương pháp tuần hoàn dùng máy bơm nén khí 42  4.4 Phân tích, lựa chọn sơ đồ công nghệ khoan tuần hoàn ngược phù hợp với vùng đồng Nam Bộ 43  ix CHƯƠNG XÂY DỰNG QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ KHOAN CÁC GIẾNG KHAI THÁC NƯỚC QUY MÔ CÔNG NGHIỆP BẰNG CÔNG NGHỆ TUẦN HOÀN NGƯC 50  5.1 Xây dựng thiết kế giếng khai thác nước công nghệ tuần hoàn ngược đồng Nam Bộ .50  5.1.1 Các kiểu giếng thông dụng khoan công nghệ tuần hoàn ngược50  5.1.2 Thiết kế thành phần giếng .52  5.2 Xây dựng quy trình công nghệ khoan tuần hoàn ngược áp dụng đồng Nam Bộ .70  5.2.1 Các yêu cầu tối thiểu tổ chức thi công 70  5.2.2 Móng tháp khoan 71  5.2.3 Quy trình kỹ thuật khoan 74  5.2.4 Quy trình khoan 75  5.3 Phòng tránh cứu chữa cố giếng khoan thi công công nghệ tuần hoàn ngược .81  5.3.1 Các khó khăn phức tạp nguyên nhân địa chất biện pháp phòng tránh, cứu chữa 81  5.3.2 Sự cố trình thi công, biện pháp phòng tránh cứu chữa cố .83  KEÁT LUAÄN .91  KIẾN NGHỊ NHỮNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO .92  DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 93  DANH MỤC HÌNH, BIỂU BẢNG 96 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Trong năm gần đây, kinh tế nước ta có bước phát triển vượt bậc, hàng loạt khu công nghiệp, nhà máy, khu dân cư tập trung hình thành Vì vậy, nhu cầu sử dụng nước cho sản xuất sinh hoạt yêu cầu cấp bách Để đáp ứng yêu cầu ngày cao chất lượng nước dùng cho ăn uống, sinh hoạt sản xuất, Công ty cấp nước khu vực đồng Nam Bộ (ĐBNB) chuyển dần sang sử dụng nguồn nước khai thác từ giếng khoan chất lượng nước mặt ngày suy giảm ô nhiễm, nhiễm mặn (Tiền Giang, Đồng Tháp ) nguồn nước mặt sử dụng (Cà Mau, Sóc Trăng, Bạc Liêu ) Các giếng khoan khai thác nước đồng Nam Bộ chủ yếu thi công công nghệ khoan tuần hoàn thuận - công nghệ khoan đơn giản, dễ áp dụng Tuy nhiên, công nghệ khoan có số nhược điểm, ảnh hưởng tới chất lượng giếng, trình khoan phải sử dụng dung dịch sét, đặc biệt khoan giếng có đường kính lớn, mực thủy tónh thấp tỷ trọng, độ nhớt dung dịch cao, điều dẫn đến tầng chứa nước bị bít nhét, làm giảm lưu lượng hiệu suất khai thác giếng, nữa, hạn chế công nghệ thiết bị nên giếng khoan thường có đường kính không lớn, khó bọc sỏi, vậy, giếng thường có công suất khai thác không lớn Để khắc phục nhược điểm trên, công nghệ khoan tuần hoàn ngược (THN) với ưu điểm không sử dụng dung dịch sét, khoan giếng khoan có đường kính lớn thực công nghệ khoan có hiệu cao việc thi công giếng khoan khai thác nước có quy mô lớn Tuy nhiên, nhiều lý khác nhau, công nghệ chưa áp dụng rộng rãi Việt Nam nói chung đồng Nam Bộ nói riêng Gần công nghệ 85 Cần khoan cũ, bị mòn nhiều, không đạt tiêu chuẩn Momen quay lớn khoan vào lớp có độ cứng cao b Một số dấu hiệu nhận biết gãy cần khoan: cố gãy cần khoan nhận biết qua số dấu hiệu sau: Bộ khoan cụ quay nhẹ nhàng trước Nếu chỗ gãy vị trí cách đáy tương đối xa trọng lượng khoan cụ giảm xuống đột ngột Lượng mùn khoan thổi lên ống xả giảm rõ rệt Tốc độ khoan nhanh chậm Trong trường hợp đầu cần gãy đâm vào thành vách lỗ khoan có tượng bí nước rửa c Các biện pháp ngăn ngừa tình trạng gãy cần khoan: Tăng cường kiểm tra chất lượng cần khoan trước đưa vào sử dụng, đặc biệt điểm hàn, nối Áp dụng chế độ công nghệ khoan (tốc độ vòng quay, áp lực chiều trục) cách hợp lý cho loại đối tượng đất đá, tránh tình trạng tải d Một số biện pháp cứu chữa Công việc cứu chữa cố đòi hỏi phải thực nhanh chóng, khẩn trương Tuy nhiên, phương pháp khoan tuần hoàn ngược không dùng ống mẫu, đường kính lỗ khoan lớn nhiều so với đường kính cần khoan lỗ khoan thường sạch, mùn lắng đọng nên việc cứu đoạn cần khoan lại lỗ khoan không phức tạp Sau xác định cần khoan bị gãy cần tiến hành thực công việc sau: Kéo phần cột cần khoan phía lên, nghiên cứu đặc điểm vết gãy, từ lựa chọn dụng cụ cứu cần phù hợp 86 Duy trì mực nước lỗ khoan cao mặt đất để giữ cho lỗ khoan ổn định Việc cứu chữa cố thường có nhiều biện pháp dụng cụ khác Sau trình bày phương pháp dụng cụ cứu chữa sử dụng thành công nhiều trường hợp Sử dụng dụng cụ cứu cần hình vẽ bên (Hình 5-8) Dụng cụ bao gồm đoạn ống có đường kính lớn đường kính đầu za mốc cần khoan 20mm (nếu cần khoan có đường kính 127mm dùng đoạn ống 219mm), chiều dài đoạn ống khoảng từ 8-10m Phần ống nối với cần khoan để kéo thả, phần hàn với loa thép dùng để định hướng để dễ dàng dò đầu cần vào ống Ở phần cuối, bên ống có hàn thép mỏng, cứng hom giỏ để giữ cần khoan gãy sau chụp Do đường kính lỗ khoan lớn cần khoan nhiều nên đầu cần khoan thường bị dựa vào thành vách lỗ khoan, vậy, phần loa thường hàn thêm thép uốn thành móc dùng để móc cần khoan Ống chụp để kéo Loa định hướng Móc thép Hình 5-8: Dụng cụ cứu cần khoan Thả cần khoan dụng cụ cứu cần sau xác định xác vị trí cần khoan bị gãy Đánh dấu vị trí xác định gãy cần khoan cột cần khoan quay nhẹ tay dụng cụ cứu cần để móc đầu cần khoan khỏi thành lỗ 87 khoan thả tiếp dụng cụ xuống để chụp vào đầu cần Cần phải xác định xác đoạn cần chui vào ống chụp cho thép hom giỏ cuối ống chụp cấn vào gờ damốc cần khoan bị gãy nằm lỗ khoan Tùy trường hợp, việc dò, chụp phải thực vài lần thành công Sự cố rơi cần khoan Sự cố rơi cần khoan thường xảy nguyên nhân ren cần khoan mòn, cần khoan nối với không chặt khoan treo thời gian lâu, chế độ khoan không hợp lý (rung, lắc mạnh) Để phòng tránh việc rơi cần khoan, cần thường xuyên kiểm tra ren cần trước sử dụng, nối cần phải vặn chắc, hết ren Trong trình khoan, không khoan treo thời gian lâu, ý kiểm tra máy tránh rơ lắc… Các dấu hiệu nhận biết biện pháp cứu chữa trường hợp rơi cần khoan tương tự trường hợp gãy cần khoan trình bày phần Sự cố rơi choòng khoan Trong phương pháp khoan tuần hoàn ngược, choòng khoan thường sử dụng loại choòng cánh Hình 5-9 Choòng khoan đoạn cần nặng cuối nối với mặt bích bắt bulong Trong trình khoan, có số trường hợp bị rơi choòng khoan nguyên nhân bulong trình khoan bị mài mòn đứt, bulong vặn không khoan treo lâu Một số dấu hiệu nhận biết choòng khoan bị rơi tốc độ khoan chậm hẳn, khoan bị xóc, việc tuần hoàn nước rửa thường bị tắc Công việc xử lý choòng khoan rơi đáy lỗ khoan thường khó khăn, phức tạp so với trường hợp cần khoan bị rơi, gãy chiều dài choòng thường 88 ngắn, vị trí choòng nằm sát đáy Trên thực tế, sử dụng nhiều biện pháp khác kết hợp biện pháp Một số biện pháp chủ yếu là: Hình 5-9: Các loại choòng khoan thông dụng a Phương pháp khoan chụp: phương pháp đơn giản thường có hiệu cao choòng khoan nằm tầng đất đá ổn định, không sập lở sét Trong trường hợp choòng khoan thường vị trí đứng, không bị quay ngang Phương pháp sử dụng đoạn ống mẫu ngắn, khoảng 1,5 – 2m với đường kính lớn đường kính choòng khoảng 1-2cm, bên có thép mỏng, cứng đàn hồi để làm hom giỏ Khi thả dụng cụ khoan chụp tới gần vị trí choòng rơi, tiến hành tuần hoàn nước rửa để thổi mùn khoan đáy, sau tiến hành quay chậm, bắt đầu chạm choòng khoan ngừng quay ấn, dộng nhẹ khoan cụ để chụp vào choòng Cần đánh dấu chiều dài khoan cụ xuống để so sánh với chiều dài choòng khoan nhằm xác định choòng khoan chụp hay chưa b Dùng móc thép: Trong trường hợp choòng khoan rơi vị trí tầng đất đá ổn định tầng cát, cuội sỏi, đường kính lỗ khoan thường bị lớn ra, choòng khoan dễ bị xoay ngang Trong trường hợp dùng ống chụp phải doa rộng lỗ khoan từ xuống Lúc này, sử dụng móc thép Hình 5-10 89 Khi thả dụng cụ móc xuống gần vị trí choòng rơi, cần tiến hành bơm thổi rửa lỗ khoan, sau thả từ từ móc xuống vị trí choòng tiến hành ấn nhẹ dụng cụ, xoay nhẹ theo chiều khác để lựa móc móc vào khe hở, gờ choòng Công việc thường phải thực số lần Hình 5-10: Móc cứu cần Khoan lách, pha bỏ choòng rơi: số trường hợp, biện pháp cố gắng lấy choòng rơi lên không thành công, để khoan tiếp, cần phải khoan lách, đánh dạt choòng bị rơi sang bên, ép vào thành vách lỗ khoan Trong trường hợp này, trước hết, dùng choòng khoan dạng cánh, có đường kính nhỏ đường kính lỗ khoan (đường kính khoảng 300mm) Khi thả dụng cụ khoan tới gần vị trí choòng rơi, tiến hành bơm tuần hoàn dung dịch, sau quay chậm dụng cụ khoan tiến hành khoan dần xuống với áp lực đáy nhỏ Khi khoan gặp choòng rơi, xảy tình trạng va vấp, xóc mạnh, cần quay với tốc độ nhỏ thường phải dạo khoan cụ lên xuống nhiều lần, liên tục Chú ý trước khoan cần tăng số lượng cần nặng để tránh làm cong lỗ khoan, ảnh hưởng tới việc kết cấu giếng sau Khi choòng khoan vượt qua vị trí choòng cũ bị rơi, cần kéo dụng cụ lên đoạn ngắn khoan lại nhiều lần Sau choòng khoan nhỏ khoan qua vị trí choòng rơi, cần thay choòng khoan với cấp đường kính lớn dần tiếp tục khoan qua vị trí có 90 cố, cuối sử dụng choòng khoan với đường kính thiết kế để khoan tiếp đoạn lại lỗ khoan Phương pháp thực thành công giếng khoan Thành phố Cà Mau - tỉnh Cà Mau 91 KẾT LUẬN Công nghệ khoan THN chứng minh tính hiệu nhiều nước giớiù áp dụng vào khoan giếng khai thác nước ngầm quy mô lớn, đặc biệt tầng chứa nước trầm tích bở rời Mặc dù có nhiều ưu điểm vượt trội, công nghệ khoan THN mẻ Việt Nam Thông qua việc phân tích, đánh giá so sánh toàn diện tiêu kinh tế – kỹ thuật giếng khoan thi công công nghệ THN năm qua Liên đoàn ĐCTV-ĐCCT miền Nam, luận văn khẳng định ưu điểm vượt trội công nghệ khoan THN áp dụng vào khoan giếng khai thác nước đồng Nam Bộ Các sản phẩm tạo công nghệ có thời gian thi công nhanh, cố, có chất lượng hiệu kinh tế cao Ngoài ra, luận văn phân tích lựa chọn sơ đồ công nghệ khoan THN phù hợp với vùng đồng Nam Bộ, sơ đồ sử dụng máy nén khí việc tuần hoàn dung dịch Để áp dụng rộng rãi công nghệ khoan vào sản xuất, tạo nhiều sản phẩm có chất lượng hiệu kinh tế cao, lần Việt Nam, luận văn xây dựng quy trình kỹ thuật thiết kế, thi công, ngăn ngừa khắc phục cố giếng khoan thi công công nghệ khoan THN Tài liệu xem tài liệu tham khảo cho cán kỹ thuật công nhân làm việc lónh vực khoan khai thác nước ngầm đồng Nam Bộ Tuy nhiên, trình độ hạn chế tác giả nên luận văn nhiều khiếm khuyết cần bổ sung phát triển Tác giả mong nhận góp ý Thầy Cô bạn đồng nghiệp 92 KIẾN NGHỊ NHỮNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO Khi áp dụng công nghệ khoan THN vào sản xuất năm qua, thấy có số vấn đề cần phải đầu tư nghiên cứu để khắc phục chp phù hợp điều kiện thi công vùng đồng Nam Bộ, là: Trong công nghệ khoan THN choòng khoan sử dụng thường loại choòng cánh (xem Hình 5-9 ) có đường kính đường kính thiết kế giếng khoan Ở vùng đồng Nam Bộ, tùy theo độ sâu, giếng khoan thường bắt gặp lớp cát kết cứng, rắn chắc, có độ mài mòn cao Chiều dày lớp thường khoảng từ 0,5m đến vài mét, gặp nhiều khó khăn khoan vào lớp cát kết này, choòng khoan thường bị mòn, gãy hạt nhanh chóng dẫn đến tiến độ khoan bị giảm nhiều Cấu trúc địa chất vùng đồng Nam Bộ có nhiều lớp sét xen kẽ tầng chứa nước Các lớp sét thường sét laterit dẻo, cứng Khi khoan vào lớp sét này, mùn khoan có kích thước lớn thường có xu hướng bị hút vào bám chặt vào choòng khoan, gây tắc nghẽn tuần hoàn dung dịch giảm khả phá hủy đất đá đáy Thực tế thi công cho thấy khoan vào lớp sét này, chi phí cho công tác phụ trợ kéo thả cần khoan để làm vệ sinh choòng, thay choòng cao, thời gian thi công tăng lên Để khắc phục nhược điểm trên, cần có nghiên cứu chi tiết chủng loại tính choòng khoan nhằm nâng cao suất khoan, giảm chi phí đầu tư thi công công trình 93 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO B.B Dubropski nnk Sổ tay tra cứu khoan nước Nhà xuất “Nhedra” Moskva, 1972, tiếng Nga В В Дубровский Справочник по бурению и оборудованию скважин на воду “Недра”, Москва 19727 N.V Medvedev nnk Cẩm nang vật tư khí khoan thăm dò địa chất Nhà xuất “Nhedra”, Moskva, 1973, tiếng Nga Н B Медведев и др Справочник механика по геологоразведочному бурению “Недра”, Москва, 1973 A S Belitski, V.V Dubski Thiết kế giếng khoan thăm dò khai thác cấp nước Nhà xuất “Nhedra” Moskva, 1974, tiếng Nga А.С.Белицкий,В.В.Дубский.Проектированиеразведочноэксплуатационных скважин для водоснабжения “Недра”, Москва 1974 Ph A Samsep nnk Công nghệ kỹ thuật khoan thăm dò Nhà xuất “Nhedra” Moskva, 1977, tiếng Nga Шамшев и др Технология и техника разведочного бурения “Недра”, Москва, 1977 Tuyển tập công trình cứu (tiếng Nga).Các phương pháp thi công tiên tiến giếng địa chất thuỷ văn Moskva, 1978 Труды Прoгрессивная технология сооружения гидрогеологических скважин MOCKBA, 1978г Bộ Nội vụ Hoa Kỳ.Sổ tay tra cứu nước ngầm U.S Department of the Inferior Ground Water Manual Washington, 1980 Đoàn Văn Cánh nnk Các phương pháp điều tra địa chất thủy văn Nhà xuất Giao thông vận tải Trường Công nhân Kỹ thuật, Hà Nội, 1980 94 Tổng cục Địa chất, Trường Công nhân kỹ thuật Kỹ thuật khoan địa chất, Nhà xuất Công nhân kỹ thuật, 1980 Hiệp hội Khoan nước Úc Sổ tay tra cứu đào tạo thợ khoan National Water Well Association Driller training and reference manual New South Wales, Australia, 1981 10 WIRTH Sổ tay kỹ thuật khoan Drilling technique manual Germany, 1981 11 C.M Baslưc, G T Zaghibailo Kỹ thuật khoan giếng Nhà xuất “Nhedra” Moskva, 1990, tiếng Nga С М Башлык, Г.Т Загибайло Бурение скважин “Недрa”, Москва 1990 12 Hiệp hội Cấp nước Hoa Kỳ Tiêu chuẩn AWWA, Hoa Kyø American Water Works Association AWWA Standard for Water Wells, this edition approved Jan 29, 1990 13 Hoäi thảo khai thác xử lý nước ngầm Ground Water Development and Treatment Workshop Lectures, Hanoi – Vietnam, 1996 14 Quy định khoan giếng Úc New Zealand Minimum Construction Requirements for Water Bores in Australia Agriculture and Resource Management Council of Australia and New Zealand, 1997 15 Fletcher G Driscoll Nước ngầm giếng công nghiệp Do Johnson Filtration Systems Inc., Minnesota xuất bản, 2000 Ground water and wells Published by Johnson Filtration Systems Inc., Minnesota, 2000 16 Bộ Công nghiệp, 2000 Quy phạm hút nước thí nghiệm điều tra địa chất thủy văn 95 17 Bộ Công nghiệp, 2000 Quy chế lập đồ địa chất thủy văn tỷ lệ 1:50.000 (1:25.000) 18 Lêø Kim Đồng nnk Đề án cải tiến máy khoan sử dụng công nghệ cũ sang sử dụng công nghệ khoan tuần hoàn ngược Liên đoàn Địa chất thuỷ văn Địa chất công trình miền Nam đề xuất thực hiện, TP Hồ Chí Minh, 2000 19 Olle Andersson Yêu cầu kỹ thuật quy trình thiết kế thi công giếng công nghiệp Specifications for well design and construction procedures, Lectures Malmo, Sweden, 2001 20 Xu Liu Wan Kyõ thuật khoan giếng khoan cấp nước công nghệ tuần hoàn ngược sử dùng khí nén Viện kỹ thuật thăm dò, Viện Hàn lâm khoa học Địa chất Bắc Kinh, Baéc Kinh, 2004 Air Lift Reverse Circulation Drilling Technique in Water Well Construction Institute of Geosciences, Beijing 2004 Exploration Techniques China Academy of 96 DANH MỤC HÌNH, BIỂU BẢNG Danh mục hình, ảnh minh họa Hình 1-1: Sơ đồ vị trí địa lý vùng đồng Nam Hình 2-1: Máy khoan Hãng WIRTH CHLB Đức sản xuất 13 Hình 2-2: Cần khoan nối mặt bích Hãng WIRTH sản xuất 13 Hình 2-3: Hệ thống khoan tuần hoàn ngược công trình Đức 14 Hình 2-4: Máy khoan YPБ-3AM tuần hoàn ngược Nga chế tạo .16 Hình 2-5: Máy khoan GP-30 Trung Quốc sản xuất 17 Hình 2-6: Máy khoan THN WWR25 thi công cụm giếng quan trắc Trà Vinh (Ảnh Trần Văn Chung - 2000) 18 Hình 2-7: Bản vẽ hoàn công giếng quan trắc nhiều tầng .21 Hình 2-8: Máy khoan WWR25 thi công giếng khoan khai thác nước Công ty Bia Việt Nam (ảnh Trần Văn Chung, 2000) .21 Hình 2-9: Máy khoan cải tạo theo công nghệ THN thi công Bạc Liêu 21 Hình 3-1: Thời gian thi công giếng khoan THT khảo sát .26 Hình 3-2: Thời gian thi công công nghệ THN 27 Hình 3-3 Lưu lượng khai thác giếng khảo sát 28 Hình 3-4: Mực hạ thấp giếng khảo sát 29 Hình 4-1 : Mối quan hệ vận tốc chảy lên đường kính choòng khoan .35 Hình 4-2: Sơ đồ công nghệ khoan tuần hoàn ngược .37 Hình 4-3: Sơ đồ bơm ép dung dịch 40 Hình 4-4: Sơ đồ THN dùng máy bơm ly tâm bơm chân không 40 Hình 4-5: Sơ đồ tuần hoàn dùng bơm phun .41 Hình 4-6: Sơ đồ tuần hoàn dùng khí nén 42 Hình 4-7: Quan hệ chiều cao hút chiều sâu lỗ khoan .45 Hình 4-8: Sơ đồ ngập hệ thống bơm 46 97 Hình 4-9: Sơ đồ thể quan hệ vận tốc bơm lưu lượng khí 47 Hình 4-10: Sơ đồ so sánh hiệu suất phương pháp trì tuần hoàn 48 Hình 4-11: Các phương pháp để khoan công nghệ THN .49 Hình 5-1: Lỗ khoan có cấp đường kính 51 Hình 5-2: Lỗ khoan có nhiều cấp đường kính 52 Hình 5-3: Các loại ống lọc xẻ rãnh dập cửa sổ 57 Hình 5-4: Ống lọc loại khe hở liên tuïc 57 Hình 5-5: Hình dạng loại khe hở ống lọc kiểu liên tục 58 Hình 5-6: Vị trí lớp sỏi lọc .60 Hình 5-7: Các phương thức làm việc lớp sỏi lọc 61 Hình 5-8: Dụng cụ cứu cần khoan 86 Hình 5-9: Các loại choòng khoan thông dụng 88 Hình 5-10: Móc cứu caàn 89 Danh mục bảng Bảng 3-1: Các công trình khoan chủ yếu thi công công nghệ khoan tuần hoàn ngược (nguồn: Liên đoàn ĐCTV-ĐCCT miền Nam) 23  Bảng 3-2: Tiết kiệm chi phí khai thác .31  Bảng 5-1: Đặc tính chủ yếu nhóm thép chế tạo ống chống mufta 53  Bảng 5-2: Sản phẩm Công ty Cổ phần nhựa Tiền Phong 54  Bảng 5-3: Đường kính ống lưu lượng bơm 55  Bảng 5-4: Hệ số α phụ thuộc vào độ hạt đất đá tầng chứa nước 59  Bảng 5-5: Quan hệ D50 tầng chứa nước, kích thước vật liệu lọc khe hở oáng loïc 63  Bảng 5-6: Kích thước sỏi loại A 64  Bảng 5-7: Kích thước sỏi loại B .64  Bảng 5-8: Chọn đường kính ống tương ứng với lưu lượng bơm .69  98 Bảng 5-9: Kích thước số loại ống thép nối nhíp ben 69  Bảng 5-10: Đặc tính kỹ thuật số loại ống nhựa 70  Bảng 5-11: Ứng suất kháng nén đất đá móng 73  Bảng 5-12: Tổng hợp thông số chế độ khoan khoan tuần hoàn ngược .80  99 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên: Trần Văn Chung Ngày, tháng, năm sinh: 22/12/1960 Nơi sinh: Nghệ An Địa liên lạc: Liên đoàn ĐCTV-ĐCCT miền Nam, 59 Đường số 2, Phường Bình An, Quận – TP Hồ Chí Minh QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO Từ năm 1978 đến 1983: học Trường Đại học Bách Khoa Donhesk – Ucraina, chuyên ngành khoan thăm dò khoáng sản có ích Từ năm 1994 đến 1995: học lớp trung cấp lập trình viên – Trường Đại học Tổng hợp TP Hồ Chí Minh Năm 1992: học khóa Quản lý cung cấp nước ngầm cho đô thị – Đại học Chalmer, Goterborg – Thụy Điển Năm 2004: học khóa Kỹ thuật khoan giếng khai thác nước Viện Kỹ thuật thăm dò – Viện Hàn lâm khoa học địa chất Bắc Kinh – Trung Quốc QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC Từ năm 1984 – 1985: công tác Phòng Kỹ thuật Liên đoàn Địa chất Từ năm 1985 – 1994: công tác Đoàn Địa chất 803 – Liên đoàn địa chất 8, Phụ trách công tác thi công đơn vị Từ năm 1994 đến nay: công tác Phòng Kỹ thuật Liên đoàn ĐCTV-ĐCCT miền Nam, Phó trưởng Phòng Kỹ thuật phụ trách thi coâng ... CÔNG NGHỆ KHOAN TUẦN HOÀN NGƯC Ở ĐỒNG BẰNG NAM BỘ 3.1 Thống kê giếng khoan thi công công nghệ khoan tuần hoàn ngược Đồng Nam Bộ Một số công trình khoan chủ yếu thi công công nghệ khoan tuần hoàn. .. công nghệ khoan tuần hoàn ngược Đồng Nam Bộ Việc đánh giá hiệu công nghệ khoan tuần hoàn ngược khoan khai thác nước ngầm thực thông qua việc phân tích số liệu giếng khoan thi công công nghệ khoan. .. 2.1.2 Ứng dụng công nghệ khoan tuần hoàn ngược số nước 12  2.2 Tình hình sử dụng công nghệ khoan tuần hoàn ngược Việt Nam 17  CHƯƠNG ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ CỦA CÔNG NGHỆ KHOAN TUẦN HOÀN NGƯC Ở ĐỒNG