Mũi khoan, chày, tang cuốn: Tối ưu cấu hình cho tốc độ khoan

Làm sao phối hợp mũi khoan, chày và tang cuốn để đạt hiệu suất khoan tối ưu mà vẫn đảm bảo an toàn và độ bền thiết bị?

Khi triển khai khoan cọc, khoan giếng hay khoan thăm dò địa chất, một trong những yếu tố quan trọng quyết định đến năng suất và chất lượng là việc lựa chọn cấu hình phù hợp giữa mũi khoan, chày và tang cuốn. Cấu hình không tối ưu có thể làm giảm tốc độ khoan, gây mài mòn nhanh hoặc thậm chí hư hỏng thiết bị. Vậy cần dựa vào tiêu chí nào để lựa chọn bộ ba này? Bài viết sau đây sẽ giúp kỹ sư, nhà thầu và người vận hành máy khoan hiểu rõ nguyên lý hoạt động và cách phối hợp cấu hình hiệu quả nhất.

Mũi khoan – Đầu tiên và quyết định hình dạng lỗ khoan

Mũi khoan là bộ phận tiếp xúc trực tiếp với lớp địa chất cần phá vỡ. Loại mũi khoan được sử dụng không chỉ ảnh hưởng đến đường kính và hình dạng lỗ khoan mà còn tác động lớn đến tốc độ xuyên phá, mức độ tiêu hao năng lượng và độ mài mòn của toàn hệ thống.

Một số dạng mũi khoan phổ biến bao gồm mũi xoắn, mũi gầu răng đơn hoặc kép, và mũi cắt hợp kim. Mỗi loại lại có ứng dụng phù hợp với từng điều kiện địa chất khác nhau, từ đất mềm, đất pha cát đến tầng đá cứng. Chất liệu mũi khoan cũng đóng vai trò không nhỏ trong việc quyết định tuổi thọ và hiệu quả hoạt động. Những dòng mũi sử dụng hợp kim chịu mài mòn cao giúp kéo dài thời gian sử dụng và đảm bảo ổn định khoan trong điều kiện khắc nghiệt.

Chày – Truyền lực và gia tốc cho mũi khoan

Chày (hoặc búa đập) là bộ phận nhận lực từ cần khoan, truyền trực tiếp xuống đầu mũi để tăng lực xuyên phá trong mỗi chu kỳ khoan. Đây là thành phần trung gian giữa động cơ và mũi khoan, có vai trò rất quan trọng trong các loại khoan đập – nơi lực đập bổ sung cho lực xoay giúp thiết bị vượt qua tầng đất cứng.

Chọn đúng chày phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: khối lượng chày, biên độ đập, số chu kỳ/giây, và tương thích với cơ cấu tang cuốn. Nếu chọn chày quá nặng mà hệ khung không chịu nổi sẽ dễ gãy cần khoan. Ngược lại, chày quá nhẹ sẽ không đủ lực để xuyên qua tầng đá. Ngoài ra, vật liệu làm chày cần đạt chuẩn chống biến dạng sau nhiều chu kỳ đập liên tục.

Tang cuốn – Điều phối tốc độ và lực căng cáp

Tang cuốn giữ vai trò kiểm soát chuyển động lên xuống của mũi khoan thông qua dây cáp hoặc xích tải. Đây là thành phần không thể thiếu trong các máy khoan đập cáp, vì nó giúp đảm bảo độ sâu khoan chính xác trong mỗi nhịp và giữ ổn định hệ thống trong quá trình thi công.

Tang cuốn cần đáp ứng được ba yếu tố: đường kính phù hợp với loại cáp, tốc độ quay ổn định và hệ thống thắng đảm bảo an toàn khi thả cáp xuống. Nếu tang cuốn có rãnh trơn hoặc thắng yếu sẽ gây hiện tượng trượt cáp, làm lệch lỗ khoan hoặc gãy cáp, rất nguy hiểm khi khoan sâu. Việc chọn tang thủy lực có kiểm soát điện tử giúp tăng hiệu quả kiểm soát lực kéo và độ sâu khi vận hành các công trình lớn.

Phối hợp mũi khoan – chày – tang cuốn theo địa hình

Không có một cấu hình “chung cho mọi công trình”. Việc chọn mũi khoan, chày và tang cuốn cần dựa vào địa chất khu vực và mục tiêu khoan. Ví dụ:

• Với đất sét mềm, nên dùng mũi xoắn, chày nhẹ và tang cơ có tốc độ trung bình.
• Địa hình có đá mồ côi hoặc sỏi cuội, cần dùng mũi hợp kim nhiều răng, chày nặng và tang cuốn có chức năng chống rung.
• Tầng đá gốc cần mũi kim cương, búa đập chuyên dụng và tang cuốn hỗ trợ mô-men xoắn lớn.

Cấu hình sai sẽ gây tiêu hao nhiên liệu, tăng thời gian thi công và nguy cơ hỏng thiết bị.

Kết luận

• Mũi khoan quyết định hình dạng, độ sâu và tốc độ lỗ khoan – chọn đúng theo lớp địa chất là yếu tố tiên quyết.
• Chày là yếu tố truyền lực, phải chọn đúng trọng lượng và hành trình phù hợp với mục tiêu khoan.
• Tang cuốn điều khiển tốc độ nâng – hạ và lực căng cáp – chọn đúng loại giúp tăng tuổi thọ và an toàn vận hành.
• Mỗi công trình cần tối ưu cấu hình riêng theo địa hình và đặc thù kỹ thuật.

Liên hệ:
Hotline: 0988.601.755
Kho bãi dàn giã đá: Thôn Phù Dực 1, xã Phù Đổng, huyện Gia Lâm, Hà Nội
Website: https://mayxaydunghanoi.com