Công nghệ cải tiến quy trình dịch vụ khoan ngầm robot dẫn hướng

Công nghệ cải tiến quy trình dịch vụ khoan ngầm robot dẫn hướng

Nếu tình trạng của ngành công nghiệp khoan ngầm bằng robot dẫn hướng HDD (khoan định hướng ngang) ngày nay phải được tóm tắt trong một câu, thì những điều này chỉ có thể là: Công việc kinh doanh tốt. Công nghệ máy khoan ngang ngày càng tiến bộ. Những thách thức lớn của nhà thầu khoan ngầm robot HDD là thiếu nhân viên vận hành được đào tạo và việc thải bỏ dung dịch khoan.

Ngành công nghiệp khoan ngầm định hướng HDD đã trải qua thời kỳ bùng nổ và phá sản kể từ khi quy trình này được phát triển vào cuối những năm 1980, nhưng may mắn thay, những ý tưởng tốt cũng tồn tại lâu dài. Trong khoảng một thập kỷ trở lại đây, ngành công nghiệp khoan định hướng ngang HDD đã khẳng định được những giá trị của kỹ thuật khoan ngầm cũng như thiết bị khoan ngầm HDD và các sản phẩm hỗ trợ quá trình thi công công nghệ khoan định hướng.

Nhìn chung, thị trường khoan ngầm định hướng theo chiều ngang bằng robot ở Việt Nam rất mạnh. Công việc lắp đặt cáp quang, cũng như các dịch vụ phân phối và khí đốt, là những động lực quan trọng hiện nay. Ngoài ra, khi việc xây dựng cơ sở hạ tầng tiếp tục có xu hướng tăng lên, nhiều thành phố đang nâng cấp các tiện ích của họ - với các đường dây điện mới, thay thế đường nước và cải tạo hệ thống thoát nước dẫn đầu. Và tại Thành phố Hồ Chí Minh - chúng tôi nhận thấy sự gia tăng trong công việc lắp đặt đường ống ngầm. ”

Từ các đường ống dẫn khí đốt tự nhiên, đến ống dẫn gió và năng lượng mặt trời, đến lắp đặt viễn thông, các nhà thầu tiện ích ở Việt Nam đã nhận ra những lợi ích vốn có của các cuộc tập trận định hướng, so với đào hoặc đào rãnh [lộ thiên]. “Ngành công nghiệp khoan ngầm hướng ngang bằng robot dẫn hướng HDD nói chung đang hoạt động rất tốt, và khi việc tăng cường kết nối tiếp tục là ưu tiên hàng đầu của người tiêu dùng, khoan định hướng sẽ tiếp tục là phương pháp lắp đặt ống ngầm được ưa chuộng”.

Nhà thầu khoan ngầm Minh Phương Corp mô tả nó là GS700 mới, có lực đẩy / kéo 180.000 pound, là "nhỏ gọn" - một mô tả mà người ta có thể mong đợi áp dụng cho một giàn khoan vừa qua cổng sân sau. Tuy nhiên, so với mô hình lớn nhất tiếp theo trong dòng, đòi hỏi diện tích mặt bằng công việc tương đối lớn để chứa máy bơm rời và cabin của người vận hành, GS700 mới, tương đối nhỏ gọn, có các thành phần này trên bo mạch . Mô hình mới cũng sử dụng đường ống ngắn hơn so với đối tác lớn hơn của nó, giảm hơn nữa dấu chân tại chỗ.

Nhà thầu khoan ngầm Minh Phương Corp cũng đã giới thiệu một phiên bản hybrid của GS700, hoàn toàn chạy bằng điện thông qua “E-Motor” 250 kW khi làm việc. Một động cơ diesel nhỏ đẩy máy khi điều động trên công trường, nhưng động cơ sẽ tắt trong quá trình khoan.

Mới nhất trong dòng Augers của Mỹ là GS700-LS, có lực đẩy / lực kéo 240.000 pound và 43.900 lb.-ft. của mômen quay. GS700-LS sử dụng động cơ MTU 523 mã lực và một máy bơm bùn có khả năng lưu lượng tới 300 gpm ở áp suất 1.109 psi.

Minh Phương cho rằng: “GS700-LS là một khái niệm mới đối với Việt Nam Augers,“ ở chỗ nó khép kín hơn các máy khoan ngang lớn hơn của chúng tôi và thiết kế linh hoạt của nó cho phép các nhà thầu định cấu hình thiết bị để đáp ứng các nhu cầu cụ thể. Có thể tháo cabin của người vận hành, ví dụ, nếu người điều hành thích chạy máy từ mặt đất để giảm tiếng ồn và độ rung có trong một số dự án. Mô hình cơ sở cũng có thể được định cấu hình để xử lý đường ống Phạm vi 1 [18 đến 22 feet] hoặc Phạm vi 2 [27 đến 30 feet], tùy thuộc vào điều kiện địa điểm và nó có sẵn có hoặc không có bộ tải đường ống và với hoặc không có máy bơm trên tàu. ”

Vì ngày nay các nhà thầu tiện ích cung cấp dịch vụ khoan ngầm robot đang gặp nhiều thách thức trong việc tìm kiếm những người vận hành có tay nghề cao. Để giảm thiểu đường cong học tập cho những người vận hành mới và cho phép những người vận hành có kinh nghiệm làm việc hiệu quả hơn, tính năng SmartTouch cho phép tiến qua quá trình xử lý đường ống chỉ bằng một lần chạm vào công tắc chỉnh trên cần điều khiển. ”

Phạm vi 12 mẫu Ditch Witch hiện bao gồm AT40 All-Terrain. Theo bộ phận kỹ thuật của công ty Minh Phương, máy khoan mới có “hệ thống khoan trên mọi địa hình, hai ống tiên tiến” cung cấp mô-men xoắn dồi dào để làm việc trong các điều kiện khó khăn dưới lòng đất, chẳng hạn như đá cứng.

Vermeer có một dòng HDD 17 kiểu mở rộng, bao gồm hai kiểu gần đây, D8x12 Navigator nhỏ gọn, được thiết kế chủ yếu để lắp đặt dịch vụ (khí, nước, điện và truyền thông) và D40x55DR S3 Navigator, theo Vermeer, có thể hoạt động trong một loạt các điều kiện mặt đất, bao gồm cả đá cứng. Theo kỹ sư của công ty, D40x55DR S3 có "công nghệ thanh kép", sử dụng một thanh bên trong để cung cấp mô-men xoắn cho mũi khoan và một thanh bên ngoài cung cấp khả năng lái và mô-men quay để doa.

Cũng lưu ý rằng tiến bộ kỹ thuật trong hệ thống định vị - nghĩa là, các phương pháp theo dõi và hướng dẫn đầu khoan - cũng góp phần vào hiệu quả chung của quy trình khoan ngầm dẫn hướng HDD.

Về cơ bản, có ba phương pháp: đi qua, trong đó thông tin từ một máy phát (sonde) phía sau đầu lỗ khoan được gửi điện từ đến một máy thu bề mặt; dây dẫn, trong đó thông tin từ đầu khoan được thu thập bằng điện tử và truyền đến bề mặt thông qua một dây bên trong dây khoan; và gần đây nhất, các hệ thống “dựa trên con quay hồi chuyển”, là các hệ thống sử dụng các phép đo từ gia tốc kế và con quay hồi chuyển để theo dõi vị trí và hướng của một đối tượng liên quan đến điểm xuất phát, định hướng và vận tốc đã biết.

Hiện nay, nhà thầu khoan ngầm Minh Phương có một‘ hộp công cụ ’định vị. Bốn hoặc năm năm trước, hầu hết các nhà thầu khoan ngầm robot HDD đều nói rằng việc xử lý chất lỏng là mối quan tâm đầu tiên của họ, với sự thiếu hụt lao động gần thứ hai. Tuy nhiên, bây giờ trật tự đó đã bị đảo ngược; có được nguồn lao động tốt là một vấn đề thực sự của nhiều nhà thầu ”.

Về mặt lao động, Minh Phương Corp cho biết, công ty và các đại lý đang ngày càng tập trung nỗ lực để cung cấp các dịch vụ khoan ngầm robot, đào tạo và hỗ trợ cho các nhà thầu khoan ngầm HDD để hỗ trợ xây dựng lực lượng lao động. Ngoài ra, các thiết kế máy kết hợp phần mềm tinh vi nhưng dễ sử dụng, chẳng hạn như công nghệ SmartTouch của công ty, có thể hỗ trợ người vận hành trở nên thành thạo trong thời gian ngắn hơn.

Vào mùa thu năm 2015, công ty Minh Phương đã tung ra chương trình đào tạo “khoan robot HDD”, một khóa học chuyên sâu kéo dài hai tuần dành cho các kỹ sư khoan ngầm của công ty, để tìm hiểu tất cả các khía cạnh của quy trình khoan định hướng HDD - hoạt động khoan , xác định vị trí, lập kế hoạch khoan, trộn dung dịch khoan, đào chân không, bảo trì máy và an toàn tại công trường.

CÁC PHƯƠNG PHÁP KHOAN NGẦM HDD VÀ TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ KHOAN NGẦM KHÔNG PHÁ HỦY TRONG XÂY DỰNG HẠ TẦNG NGẦM

Trong bối cảnh phát triển đô thị và hạ tầng kỹ thuật ngày càng phức tạp, việc xây dựng, cải tạo và mở rộng các hệ thống đường ống ngầm như cấp nước, thoát nước, điện lực, viễn thông và năng lượng đặt ra nhiều thách thức. Phương pháp đào hở truyền thống không còn phù hợp trong nhiều trường hợp do gây gián đoạn giao thông, ảnh hưởng đến hoạt động kinh tế và làm tăng chi phí hoàn trả mặt bằng. Chính vì vậy, các công nghệ khoan ngầm không phá hủy (trenchless technology) ngày càng được áp dụng rộng rãi như một giải pháp hiệu quả và bền vững.

Khoan ngầm không phá hủy là một nhóm các phương pháp, vật liệu và thiết bị được sử dụng để xây dựng mới hoặc cải tạo các mạng lưới hạ tầng ngầm với mức độ can thiệp tối thiểu đến bề mặt. Các phương pháp này cho phép thi công dưới lòng đất mà không cần đào mở toàn tuyến, chỉ cần các hố nhỏ tại điểm đầu và điểm cuối. Nhờ đó, giảm thiểu tối đa ảnh hưởng đến giao thông, môi trường và đời sống người dân.

Trong số các phương pháp khoan ngầm, công nghệ HDD (Horizontal Directional Drilling) là một trong những phương pháp phổ biến và hiệu quả nhất. HDD cho phép thi công các tuyến ống ngầm theo phương ngang hoặc cong, vượt qua các chướng ngại như đường giao thông, sông suối và khu vực đô thị đông đúc. Quy trình HDD bao gồm ba giai đoạn chính: khoan dẫn hướng, mở rộng lỗ khoan và kéo ống.

Ngoài HDD, còn có nhiều phương pháp khoan ngầm khác được sử dụng tùy theo điều kiện địa chất, kích thước ống và yêu cầu kỹ thuật. Một trong những phương pháp phổ biến là khoan kích ống (pipe jacking), trong đó các đoạn ống được đẩy từ một giếng thi công sang giếng nhận bằng lực thủy lực. Phương pháp này thường được sử dụng cho các tuyến cống lớn trong đô thị.

Microtunneling là một biến thể của pipe jacking, sử dụng robot điều khiển từ xa để đào đất và lắp đặt ống. Phương pháp này có độ chính xác cao và phù hợp với các dự án yêu cầu kiểm soát chặt chẽ, đặc biệt trong điều kiện đất yếu hoặc mực nước ngầm cao.

Auger boring là phương pháp khoan ngang sử dụng trục vít để vận chuyển đất ra ngoài trong quá trình khoan. Phương pháp này thường được sử dụng cho các tuyến ngắn và đường kính trung bình, đặc biệt khi khoan qua đường giao thông.

Pipe ramming là phương pháp đóng ống bằng lực va đập, phù hợp với các điều kiện đất cứng hoặc có nhiều sỏi đá. Trong phương pháp này, ống được đóng trực tiếp vào đất mà không cần đào trước.

Moling (impact moling) là phương pháp sử dụng thiết bị dạng “chuột đất” để tạo lỗ khoan nhỏ, thường được sử dụng cho các tuyến ống nhỏ như cấp nước hoặc cáp điện.

So với các phương pháp trên, HDD có nhiều ưu điểm như khả năng thi công tuyến dài, đường kính lớn và linh hoạt trong thiết kế tuyến cong. Tuy nhiên, mỗi phương pháp đều có phạm vi ứng dụng riêng và cần được lựa chọn phù hợp với điều kiện cụ thể của dự án.

Ưu điểm lớn nhất của công nghệ khoan ngầm không phá hủy là giảm thiểu tác động đến môi trường và xã hội. Việc không đào mở giúp giảm bụi, tiếng ồn và chất thải, đồng thời giữ nguyên hiện trạng mặt đường và cảnh quan. Điều này đặc biệt quan trọng trong các khu đô thị, nơi mà việc đào đường có thể gây ùn tắc và ảnh hưởng đến hoạt động kinh doanh.

Ngoài ra, các phương pháp khoan ngầm còn giúp giảm thời gian thi công và chi phí tổng thể. Mặc dù chi phí đầu tư ban đầu có thể cao hơn, nhưng việc giảm chi phí hoàn trả mặt bằng và gián đoạn giao thông giúp tổng chi phí thấp hơn.

Một yếu tố quan trọng trong việc áp dụng công nghệ khoan ngầm là sự hỗ trợ từ chính sách và quy định. Nhiều thành phố và đơn vị quản lý hạ tầng đã ban hành các quy định hạn chế đào mở trên các tuyến đường chính, khuyến khích sử dụng các phương pháp không phá hủy. Điều này thúc đẩy sự phát triển và ứng dụng rộng rãi của các công nghệ khoan ngầm.

Trong thực tế, việc lựa chọn phương pháp khoan ngầm phụ thuộc vào nhiều yếu tố như điều kiện địa chất, chiều dài tuyến, đường kính ống, vị trí công trình và yêu cầu kỹ thuật. Ví dụ, HDD phù hợp với tuyến dài và địa hình phức tạp, trong khi microtunneling phù hợp với các tuyến cống lớn trong đô thị.

Công tác khảo sát địa chất đóng vai trò quan trọng trong việc lựa chọn phương pháp và thiết kế thi công. Việc hiểu rõ cấu trúc đất, mực nước ngầm và các yếu tố địa chất khác giúp giảm rủi ro và tăng hiệu quả thi công.

Trong quá trình thi công, việc kiểm soát các thông số kỹ thuật như áp lực dung dịch, tốc độ khoan và vị trí mũi khoan là rất quan trọng. Hệ thống định vị và giám sát hiện đại giúp đảm bảo độ chính xác và phát hiện sớm các sự cố.

Mặc dù có nhiều ưu điểm, các phương pháp khoan ngầm cũng tiềm ẩn một số rủi ro như sập lỗ khoan, trào dung dịch và kẹt thiết bị. Do đó, cần có kế hoạch thi công chi tiết và đội ngũ vận hành có kinh nghiệm.

Trong tương lai, công nghệ khoan ngầm sẽ tiếp tục phát triển với sự hỗ trợ của các công nghệ mới như robot, trí tuệ nhân tạo và hệ thống định vị chính xác cao. Điều này sẽ giúp nâng cao hiệu quả, giảm rủi ro và mở rộng phạm vi ứng dụng.

Tóm lại, các phương pháp khoan ngầm không phá hủy, đặc biệt là HDD, đóng vai trò quan trọng trong việc xây dựng và cải tạo hạ tầng ngầm hiện đại. Với những ưu điểm vượt trội về môi trường, kinh tế và kỹ thuật, công nghệ này đang trở thành xu hướng tất yếu trong ngành xây dựng. Việc hiểu rõ và áp dụng đúng các phương pháp sẽ giúp nâng cao chất lượng công trình và đáp ứng yêu cầu phát triển bền vững.

Có thể bạn muốn biết:

Quy trình khoan định hướng HDD

Dịch vụ khoan ngầm HDD có dẫn hướng

Nhà thầu khoan ngầm