ĐÊ CƯƠNG ÔN TẬP CÔNG NGHỆ KHOAN THĂM DÒ DẦU KHÍ

KHOAN THĂM DÒ
Câu 1: những chú ý khi khoan kim cương?
-

-

Lựa chọn mũi khoan phù hợp vs địa chất khoan
Tháo lắp đúng quy trình- tháo lắp mũi khoan bằng clê móc chuyên dụng,
tuyệt đối k tháo lắp mũi khoan kim cương bằng khóa bản lề vì rất dể dẫn
đến hỏng mủi khoan do móp méo, nứt phần chứa kim cương
Kéo thả bộ dụng cụ phải cẩn thận đặc biệt ở các vị trí thay đổi đường kính
và chân ống chống
Khi chuyển từ pp khoan hợp kim sang khoan kim cương phải làm sạch đáy
lỗ khoan.
Luôn đảm bảo sự tuần hoàn của nc rửa
Chống rung cho cột cần khoan ( cần có thiết bị giảm rung động trong quá
trình khoan)

Câu 3: thế nào là cần dựng? tại sao phải sd cần dựng? chiều dài cần dựng phụ
thuốc yếu tố nào?
-

Cần dựng: số lượng cần khoan cần thiết để ghép thành cần dựng.thường thì
2-3 cần khoan nối với nhau.
Cần dựng đc sử dụng vì : + giảm thời gian cho công tác tháo lắp cần khoan
trong qá trình kéo thả

+ Hiệu quả kinh tế chi phí cho công tác nâng thả
-

Chiều dài cần dựng phụ thuộc:

+ chiều sâu lỗ khoan
+ chiều cao tháp khoan

Câu 4: tại sao ngta sd máy bơm piston để làm máy bơm khoan?
Vì máy bơm piston có thể bơm đc nhiều loại dd có trọng lượng riêng và độ nhớt
khác nhau, có thể tạo ra áp suất đủ lớn, áp suất và lưu lượng ít phụ thuộc vào
nhau, cấu tạo đơn giản,dể thay thế, sửa chữa, có độ bền cao.
Câu 7: tại sao trong bộ dụng cụ đáy khoan bằng kim cương có dụng cụ mở rộng
thành mà trong khoan hợp kim cứng thì không?


Vì trong cấu tạo của mũi khoan hợp kim cứng đã có các răng hợp kim bao gồm
răng chính và các răng để mở rộng thành lỗ khoan.còn trong mũi khoan kim
cương thì k có nên trong khoan kim cương cần có dụng cụ mở rộng thành để đảm
bảo đường kính lỗ khoan k thay đổi trong quá trình khoan do các hạt kim cương
bên sườn mũi khoan bị mài mòn hoặc hư hỏng.
Câu 8: hãy nêu nguyên tắc chung sử dụng tải trọng chiều trục P trong chế độ
khoan bằng lưỡi khoan hợp kim cứng bằng răng nhọn? tại sao?
Nguyên tắc sd tải trọng chiều trục P: ảnh hưởng của tải trọng chiều trục P tác
dụng lên mũi khoan đến tốc độ cơ học khoan rất khác nhau và phức tạp khi khoan
qa các loại đất đá khác nhau. Do đó ta cần phải ngiên cứu chế độ khoan cho từng
loại đất đá khác nhau:
-

Trong đất đá mềm: áp lực lên đáy P không có ý ngĩa lớn.
Trong đất đá cứng: + khi khoan trong đất đá mài mòn thì tốc độ quay cần
giảm và tăng áp lực đáy ( n giảm, P tăng)
+ đối với răng hợp kim có góc nhọn( mài vát) lúc đầu khoan vs áp lực nhỏ,
sau đó tùy theo độ mòn của răng mà tăng áp lực cho đến áp lực cực đại.

Tải trọng chiều trục P,(kG) đc tính theo công thức: (95)

Câu 9: tại sao răng hợp kim cứng đc gắn trên mặt đầu lưỡi khoan có độ nhô
khác nhau?
Vì răng đc phân bố trên vành mũi khoan, sao cho vành mũi khoan k mòn khi làm
việc ở đáy lỗ, ngĩa là răng phải gắn nhô ra khỏi mặt đầu, bên trong và bên ngoài
thân mũi khoan. Nhô ra ngoài nhiều hơn nhô vào trong, đất đá càng mềm độ nhô
càng lớn và đất đá càng cứng thì độ nhô răng hợp kim càng nhỏ. Răng gắn trên
mặt đầu mũi khoan có độ nhô trog 1 mặt phẳng ngang hoặc trong nhiều mặt


phẳng ngang. Nếu gắn trên 1 mặt phẳng ngang thì đáy lỗ khoan phẳng, nếu gắn
trên nhiều mặt phẳng ngang thì đáy lỗ có dạng bậc. ngta nhận thấy rằng: răng xếp
theo dạng bậc phá vỡ đất đá có hiệu quả hơn vì đất đá ở bậc trên có 2 mặt tự do.
Do đó tùy theo loại đất đá mà răng hợp kim cứng đc gắn trên mặt đầu lưỡi khoan
có độ nhô khác nhau để tăng hiệu quả phá hủy đất đá.
Câu 11: ống mùn khoan( cấu tạo,chức năng,phạm vi sd)?
-

-

Phạm vi sd: sử dụng khi khoan bằng nc kỹ thuật.khi khoan bằng mũi khoan
kim cương
Chức năng: khi máy bơm k có khả năng nâng đc các hạt mùn khoan kích
thước lớn lên bề mặt, nếu k có ống mùn khoan hứng thì các hạt mùn khoan
quẩn qanh và tích tụ trên đầu nối chuyển tiếp. khi ngừng bơm, mùn khoan
lắng xuống đáy chèn chặt ống mẫu gây kẹt bộ dụng cụ
Cấu tạo:+ ống mùn khoan đc chế tạo từ thép làm từ ống mãu, đầu dưới tiện
ren trog,ren trái hình thang để nối vs đầu chuyển tiếp, đầu trên cắt vát 1
góc để tăng diện tích hứng mùn, đầu ống đc đánh cụp vào trong để tránh

mắc vào đế ống chống và thành khoan khi kéo thả
+ chiều dài ống mùn khoan thg đc chế tạo từ 0,9-1,5m. ngta chọn ống mùn
khoan theo tính chất của loại đất đá khoan qa và chiều dài hiệp khoan: đất
đá mềm lượng mùn khoan lớn đẫn tới chiều dài ống mùn càng lớn, chiều
dài hiệp khoan càng lớn thì chiều dài ống mùn khoan càng lớn và ngc lại.

Câu 12: thế nào là tính dị hướng của kim cương? Các ứng dụng để chế tạo mũi
khoan?
-

-

Kim cương có tính dị hướng, tức là độ cứng của kim cương theo các hướng
khác nhau thì không giống nhau, độ cứng nhỏ nhất ở mặt tứ diện và lớn
nhất ở mặt bát diện.
ứng dụng để chế tạo lưỡi khoan: kim cương thiên nhiên là khoáng vật cứng
nhất nên đc ứng dụng trong việc chế tạo mũi khoan kim cương nhằm khoan
trong các loại đất đá có độ cứng cao. Trong kỹ thuật hiện nay chủ yếu là kim
cương nhân tạo, nó đc chia làm 3 loại chính:


+ loại cacbonat: có hạt mịn( tinh thể nhỏ) k giòn, k có tính phân lớp , chịu va
đập, chúng dùng để gắn vào các mũi khoan dùng đẻ khoan trong đất đá cứng
nứt nẻ.
+ loại banlas : hạt nhỏ, phân biệt bởi nhân tinh thể lớn và vỏ cứng hạt mịn. do
có độ giòn lớn nên chỉ gắn vào gắn mở thành lỗ khoan, độ bền của loại này lớn
nên đg kính lỗ khoan đảm bảo.
+ loại Bort: tinh thể lớn.hình dạng tinh thể k đề và là loại giòn nhất gắn vào mũi
khoan 1 lớp.
Hiện nay chỉ dùng các mũi khoan gắn bằng kim cương loại bort vì rẻ tiền và

năng suất cao.
Câu 13: tại sao động cơ phát lực trong tổ hợp thiết bị khoan phải có đặc tính
mềm?
Bởi vì đặc tính mềm và yêu cầu đối vs động cơ phát lực để khởi động êm, có
khả năng tự động hoặc có điều khiển thích ứng 1 cách nhah chóng vs sự thay
đổi của phụ tải, đảm bảo sử dụng công suất động cơ 1 cách tốt nhất.
Câu 14: đầu nối chuyển tiếp an toàn( cấu tạo, chức năng, phạm vi sd)?
-

Chức năng: dùng để nối chuyển tiếp ống mẫu có đg kính lớn vs cần khoan
có đg kính nhỏ hơn.
Phạm vi sd: đc sd trong khi thi công các lỗ khoan có chiều sâu lớn, có địa
tầng phức tạp dể xảy ra nhiều sự cố, đặc biệt là sự cố kẹt bộ dụng cụ.
Cấu tạo: + thân của đầu nối gồm 2 nữa nối vs nhau bằng ren có bước răng
lớn, điều này cho phép tháo trái cả cột cần khoan bằng 1 lần vặn.
+ đc chế tạo từ thép dụng cụ 45 và 50.

Câu 15: tại sao thành lỗ khoan có thể có dạng bậc?
Thành lỗ khoan thường có dạng bậc do thay đổi đg kính của dụng cụ khoan trong
quá trình khoan. Tùy theo số lần thay đổi đường kính của dụng cụ phá hủy đất đá
khi thi công lỗ khoan mà ngta gọi chúng là lỗ khoan một cấp đg kính, 2 cấp đg kính
hay 3 cấp đg kính… khi điều kiện địa chất phức tạp, chiều sâu lỗ khoan càng lớn


thì số cấp đg kính của lỗ khoan thường lớn.số cấp đg kính càng lớn thì cấu trúc lỗ
khoan càng phức tạp
Câu 16: tại sao 1 trong các chức năng cơ bản của dd khoan là giữ hạt mùn khoan
lơ lửng khi ngừng tuần hoàn? Thông số nào của dd đặc trừng cho chức năng
này?
Vì trong quá trình khoan thường xảy ra hiện tường ngừng khoan 1 cách đột ngột

hoặc khi tiếp cần, thay choong khoan.khi đó khoảng k vành xuyến còn rất nhiều
mùn khoan chưa đc nâng lên mặt đất.do trọng lượng bản thân,các hạt mùn khoan
lắng xuống gây ra hiện tượng kẹt lỗ khoan.để tránh hiện tượng kẹt cần khoan,
phải dùng dd có tính lưu biến cao. Dd loại này khi ở trạng thái yên tĩnh, ứng suất
giới hạn của chúng tăng lên( qtrinh gel hóa) đủ để giữ các hạt mùn khoan k bị lắng
xuống.
.* Thông số đặc trưng:
-

-

Độ nhớt: khi độ nhớt giảm thì khả năng giữ mùn khoan ở trạng thái lơ lủng
củng kém, dể lắng đọng mùn khoan.
Ứng suất trượt tĩnh lớn: dd có tính xúc biến cao, đó là khả năng hình thành
mạng lưới cấu trúc để giữ hạt mùn khoan ở trạng thái lơ lửng khi ngừng
tuần hoàn dd khoan tốt hơn
Ứng suất trượt tĩnh nhỏ: khả năng giữ mùn ở trạng thái lơ lửng kém.
Đc đánh giá bằng kích thước lớn nhất của các hạt mùn khoan k bị chìm
trong loại nc rửa ấy
Hàm lượng cát và các phần tử k tan, độ lắng ngày đêm, độ ổn định, độ
pH,hàm lượng khí…

Câu 17: nhược điểm của máy bơm piston? Thế nào là máy bơm td kép? Tác
dụng đơn?
-

Nhược điểm:

+ trong qtrinh làm việc, lưu lượng của piston thay đổi gây ra nhiều tác hại: gây
va đập thủy lực, sập lở thành giếng khoan,tăng tổn thất thủy lực... làm giảm

hiệu suất làm việc của máy bơm.


+ Trong trường hợp dùng nhiều bơm làm việc, có thể xảy ra hiện tượng cộng
hưởng biên độ dao động của áp suất dẫn đến giảm độ bền của thiết bị.
+ Máy bơm có giá thành cao so với các loại máy bơm khác
+ trong trường hợp sd động cơ đáy: lưu lượng trên đg ống đấy k ổn định ảnh
hưởng rất lớn đến chế độ làm việc của động cơ đáy
-

Máy bơm tác dụng đơn: trong một vòng tay quay 360 độ của tay quay
thanh truyền sẻ thực hiện đc 1 chu trình hút và 1 chu trình đẩy.với loại
bơm này chất lỏng làm việc ở 1 phía của piston.

-

Máy bơm tác dụng kép: đc tạo bằng cách ghép 2 xi lanh tác dụng đơn làm
việc hoàn toàn giống nhau vs trục khuỷu đặt lêch nhau 1 góc 180 độ hoặc
dùng máy bơm có 1 xi lanh vs 2 buồng làm việc. trong 1 vòng quay 360 độ
của tay quay thanh truyền sẻ thực hiện đc 2 chu trình hút và 2 chu trình
đẩy. bơm tác dụng 2 chiều.

Câu 19: thế nào là hiệu ứng cọc trong khoan rung? Tác hại của nó?
-

Hiệu ứng cọc: khi khoan trong đất đá kết dính( lực ma sát giữa mẫu và ống
mẫu tăng mạnh) hoặc ống mẫu đầy,làm cho ống mẫu đi xuống như 1 chiếc
cọc đặc.

-

Tác hại: điều này 1 mặt làm giảm năng suất và nguy hiểm hơn là nó làm ta
phát hiện sai địa tầng.hiệu ứng cọc còn chó thể xảy ra khi chúng ta thả bộ
dụng cụ khoan trong lỗ khoan hẹp, thành lỗ khoan lởm chởm, trog quá
trình đi xuống ống mẫu bị đất đá ở thành lỗ khoan chui vào chiếm chổ làm
cho ta khó hoặc xđ sai chiều sâu lấy mẫu

Câu 20: ưu điểm của máy khoan có bộ truyền thủy lực?
Là loại máy khoan đc sd rộng rãi nhất khi khoan thăm dò các khoáng sản rắn bởi
vì nó có những ưu điểm sau:
-

Vận hành đơn giản, cơ khí hóa, điều khiển dể dàng, do đó giảm nhẹ sức
lao động của ng công nhân khoan


-

Đảm bảo điều chỉnh chính xác tải trọng chiều trục lên bộ dụng cụ đáy do
đc trang bị các đồng hồ đo tải trọng

-

Nhờ các đông hồ đo chính xác mà ngta có thể biết đc thời điểm mà mũi
khoan đi từ đất đá này sang đất đá khác, điều này cho phép thu thập tài
liệu địa chất 1 cách chính xác

-

Khắc phục đc khả năng tụt dụng cụ khoan khi hăp hang hốc bởi vì có hệ

thống xi lanh thủy lực

-

Nhờ có hệ thống thủy lực, cho phép xác định chính xác trọng lượng của bộ
dụng cụ dưới đáy lổ khoan

-

Cho phép sd xi lanh thủy lực như 1 kích thủy lực khi cứu kẹt bộ dụng cụ và
khi rút ống chống

Câu 21: vẽ và giải thích cấu tạo của ống mẫu nguyên trạng?
-

Cấu tạo ống mẫu:+ lưỡi cắt mẫu: bằng thép đặc biệt, sắc, có đg kính trong
nhỏ hơn đg kính trong ống mẫu, nhưng đg kính ngoài cần lớn hơn.bề dày
lưỡi cắt và ống mẫu chỉ cần đủ dày sao cho đảm bảo đủ độ cứng thích hợp
cho từng trạng thái đất khác nhau.
+đầu ống mẫu: bằng thép cứng đặc biệt, phải có hệ lỗ thoát và bi ngăn,
sao cho khi đóng mẫu xuống nc và khí thoát lên cần khoan dể dàng và khi
kéo mẫu lên thì bi đóng kín tạo hiệu ứng chân k giữ mẫu k bị tuột.
+ kích cỡ ống mẫu đáp ứng yêu cầu theo tiêu chuẩn thí ngiệm.
Hình(123)


Câu 22: tại sao chúng ta phải lấy mẫu nc, đo mực nc tĩnh và thí ngiệm đo độ
thấm của nc ngầm trong qtrinh khoan khảo sát địa chất công trình?
Vì nước dưới đất luôn là vật chất cấu thành nên thành phần đất đá, chi phối tính
chất đất đá, tác động đến qtring thi công và sau cùng là tác động hóa học( ăn

mòn) với vật liệu xây dựng nằm dưới đất. do đó bên cạnh việc xác định mực nc
trong hố còn đc để lấy các mẫu nc dưới đất.kết quả phân tích hóa học của chúng
cho phép đánh giá tính ăn mòn của vật liệu xây dựng.
Câu 23: trong khoan khảo sat địa chất công trình chỉ cần lấy mẫu xáo đông k
cần mẫu nguyên trạng có đc k? tại sao?
trong khoan khảo sat địa chất công trình chỉ cần lấy mẫu xáo đông k cần mẫu
nguyên trạng là không đc. Vì trong khoan khảo sát đcct, mẫu nguyên trạng là
mẫu quan trọng nhất.là mẫu đất đá còn giữ nguyên trạng thái,thành phần cấu
trúc như trong tự nhiên.mẫu nguyên trạng chỉ lấy trong đất dính(đất
sét,set).ngoài phục vụ cho công tác mô tả và phân loại đất đá tại hiện trường thì
nó còn là mẫu đc sd chủ yếu trong fog thí ngiệm. vì từ nó sẻ thí ngiệm các thông
số cần thiết để tính toán thiết kê, gia cố, xử lí nền móng công trình.còn mẫu xáo
động là các “mẫu xem” đc lấy trong đất đá rời( cát sạn sỏi) đất tàn tích và đất
phong hóa mạnh,đây là nơi k thể lấy mẫu nguyên trạng.
Câu 26: chức năng nhiệm vụ của lổ khoan khảo sát địa chất công trình?
-

Thăm dò, lấy mẫu đất đá nước phục vụ ngiên cứu các điều kiện địa chất
công trình( địa tầng, tính chất cơ –lý, nước dưới đất, các hiện tg và qtrinh
địa chất công trình).quan trọng nhất là lấy mẫu đất đá nguyên trạng, xáo
động và mẫu nc đẻ thí ngiệm xđ tính chất cơ lý phục vụ tính toán thiết kế
và thi công

-

Phục vụ các loại thí ngiệm hiện trường, phục vụ cho từng loại thí ngiệm
riêng trong lỗ khoan đó để ngiên cứu địa tầng.

-

Lỗ khoan khảo sat địa chất công trình thường có chiều sâu vài chục mét


Câu 27: tại sao mỗi loại mẫu nguyên trạng cần để lại 1 mẫu lưu cho
đến khi công trình đc đưa vào sd?
tại vì qua ngiên cứu mẫu ta chỉ vẻ nên 1 bức tranh sơ bộ để đưa ra các biện
pháp xây dựng giếng khoan 1 cách an toàn tiết kiệm