Luận văn báo cáo tổng kết nghiên cứu thiết kế và chế tạo ống mẫu nòng đôi để nâng cao chất lượng lấy mẫu đất đá trong khoan thăm dò địa chất

Báo cáo chuyên đề về Luận văn báo cáo tổng kết nghiên cứu thiết kế và chế tạo ống mẫu nòng đôi để nâng cao chất lượng, điều tra khảo sát thực tế, phân tích tổng hợp kết quả, đề

• Tác giả: Nguyễn Văn Tiến
• Trường học: Công ty cổ phần khoan và dịch vụ kỹ thuật khai thác mỏ
• Chuyên ngành: Kỹ thuật khoan thăm dò địa chất
• Đề tài: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo ống mẫu nòng đôi nâng cao chất lượng lấy mẫu đất đá trong khoan thăm dò địa chất
• Loại tài liệu: Báo cáo tổng kết đề tài
• Năm xuất bản: 2007
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Giới thiệu và mục tiêu nghiên cứu

Nghiên cứu thiết kế và chế tạo ống mẫu nòng đôi nhằm nâng cao chất lượng lấy mẫu đất đá trong khoan thăm dò địa chất là một đề tài quan trọng trong lĩnh vực khảo sát địa chất và tìm kiếm khoáng sản. Mục tiêu chính của nghiên cứu là thiết kế và chế tạo các bộ ống mẫu nòng đôi như T2-76, T2-86, T6-116, và T6-131 để đáp ứng yêu cầu kỹ thuật cao trong việc lấy mẫu đất đá. Đề tài này được thực hiện nhằm giảm chi phí nhập khẩu và tăng tính chủ động trong sản xuất thiết bị khoan tại Việt Nam.

1.1. Mục tiêu cụ thể

Mục tiêu cụ thể của đề tài là chế tạo 02 bộ ống mẫu T2-76, 02 bộ ống mẫu T2-86, 02 bộ ống mẫu T6-116, và 02 bộ ống mẫu T6-131. Các bộ ống mẫu này được thiết kế để đáp ứng yêu cầu kỹ thuật cao, đảm bảo tỷ lệ lấy mẫu đạt trên 95%, hoạt động an toàn và tiết kiệm.

1.2. Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu dựa trên việc phân tích các mẫu ống mẫu nòng đôi nhập khẩu từ Canada và Nam Phi. Các bước nghiên cứu bao gồm thu thập tài liệu, phân tích vật liệu, thiết kế chi tiết, và gia công chế tạo. Quá trình này đảm bảo các sản phẩm đạt chất lượng tương đương với hàng nhập ngoại.

II. Kết quả nghiên cứu và chế tạo

Kết quả nghiên cứu đã chứng minh khả năng chế tạo thành công các bộ ống mẫu nòng đôi tại Việt Nam. Các chi tiết như đầu nối, trục xoay, và ổ đỡ bi được gia công chính xác, đảm bảo độ bền và độ tin cậy cao. Các bộ ống mẫu đã được thử nghiệm thực tế tại công trường khoan thăm dò khoáng sản, cho kết quả khả quan.

2.1. Phân tích vật liệu và công nghệ chế tạo

Vật liệu sử dụng chủ yếu là thép CT45, được nhiệt luyện đạt độ cứng từ 40-42 HRC. Các chi tiết được gia công với độ chính xác cao, đảm bảo độ đồng tâm và độ bóng bề mặt. Quy trình gia công bao gồm tiện, khoan, và nhiệt luyện, đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật nghiêm ngặt.

2.2. Thử nghiệm và đánh giá

Các bộ ống mẫu nòng đôi đã được thử nghiệm tại công trường khoan thăm dò khoáng sản ở Xà Khía, Lâm Thủy, Quảng Bình. Kết quả cho thấy các sản phẩm hoạt động ổn định, đáp ứng yêu cầu kỹ thuật và có khả năng thay thế hàng nhập ngoại.

III. Đánh giá hiệu quả và ứng dụng thực tiễn

Nghiên cứu đã mang lại hiệu quả kinh tế đáng kể, giúp giảm chi phí nhập khẩu và tăng tính chủ động trong sản xuất thiết bị khoan. Các bộ ống mẫu nòng đôi chế tạo trong nước có giá thành thấp hơn so với hàng nhập ngoại, đồng thời đảm bảo chất lượng tương đương. Đề tài cũng góp phần nâng cao năng lực nghiên cứu và chế tạo của các kỹ sư Việt Nam.

3.1. Hiệu quả kinh tế

Giá thành chế tạo các bộ ống mẫu nòng đôi trong nước thấp hơn đáng kể so với nhập khẩu. Ví dụ, bộ ống mẫu T2-76 có giá chế tạo chỉ bằng một phần nhỏ so với giá nhập ngoại, giúp tiết kiệm chi phí đáng kể cho các công ty khoan thăm dò.

3.2. Ứng dụng thực tiễn

Các bộ ống mẫu nòng đôi được ứng dụng rộng rãi trong công tác khoan thăm dò khoáng sản và khảo sát địa chất. Chúng cũng có thể được sử dụng trong các công trình xây dựng cầu đường và nhà máy, góp phần nâng cao hiệu quả thi công và chất lượng mẫu đất đá.

IV. Kết luận và đề xuất

Nghiên cứu thiết kế và chế tạo ống mẫu nòng đôi đã đạt được những kết quả tích cực, góp phần nâng cao chất lượng lấy mẫu đất đá trong khoan thăm dò địa chất. Các sản phẩm chế tạo trong nước đáp ứng yêu cầu kỹ thuật và có khả năng thay thế hàng nhập ngoại. Đề tài cũng mở ra hướng nghiên cứu tiếp theo trong việc chế tạo các thiết bị khoan công nghệ cao.

4.1. Kết luận

Đề tài đã chứng minh tính khả thi và hiệu quả của việc chế tạo ống mẫu nòng đôi tại Việt Nam. Các sản phẩm đạt chất lượng cao, đáp ứng yêu cầu kỹ thuật và có giá thành cạnh tranh.

4.2. Đề xuất

Đề nghị tiếp tục nghiên cứu và chế tạo các bộ phận khác của thiết bị khoan để nâng cao khả năng thi công và chất lượng mẫu. Cần có sự hỗ trợ từ Bộ Công nghiệp về kinh phí và chính sách để thúc đẩy các nghiên cứu ứng dụng thực tiễn.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Bé c«ng nghiÖp C«ng ty cp khoan vµ dÞch vô kü thuËt khai th¸c má B¸o c¸o tæng kÕt ®Ò tµi: nghiªn cøu thiÕt kÕ vµ chÕ t¹o èng mÉu nßng ®«i ®Ó n©ng cao chÊt l−îng lÊy mÉu ®Êt ®¸ trong khoan th¨m dß ®Þa chÊt 6753 10/3/2007 Hµ néi 2007 1 Bé c«ng nghiÖp C«ng ty cp khoan vµ dÞch vô kü thuËt khai th¸c má B¸o c¸o tæng kÕt ®Ò tµi: nghiªn cøu thiÕt kÕ vµ chÕ t¹o èng mÉu nßng ®«i ®Ó n©ng cao chÊt l−îng lÊy mÉu ®Êt ®¸ trong khoan th¨m dß ®Þa chÊt c¬ quan chñ tr× c¬ quan qu¶n lý ®Ò tµi Chñ nhiÖm ®Ò tµi KS NguyÔn V¨n TiÕn Hµ néi 2007 2 Môc lôc Trang + Më ®Çu. 2 + PhÇn I: Môc tiªu nhiÖm vô vµ ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu. 3 + PhÇn II: KÕt qu¶ nghiªn cøu - Thu thËp tµi liÖu. 4 - KÕt qu¶ nghiªn cøu mÉu.

5 - KÕt qu¶ ph©n tÝch vËt liÖuvµ c«ng nghÖ chÕ t¹o. 7 - KÕt qu¶ gia c«ng chÕ t¹o. 11 + PhÇn III: Tæ chøc thùc hiÖn. 11 + Tæng hîp néi dung kÕt qu¶ vµ thêi gian thùc hiÖn.

13 + PhÇn IV: Kinh phÝ ®Ò tµi. 14 + PhÇn V: S¶n phÈm ®¹t ®−îc. 15 + PhÇn VI: §¸nh gi¸ kÕt qu¶. 15 + PhÇn VII: KÕt luËn vµ ®Ò nghÞ.

16 + H−íng dÉn sö dông c¸c bé èng mÉu. 18 + Biªn b¶n thö nghiÖm s¶n phÈm. 22 + Biªn b¶n xÐt duyÖt ®Ò tµi cÊp c¬ së. 24 + NhËn xÐt cÊp c¬ së.

26 + QuyÕt ®Þnh thµnh lËp héi ®ång nghiÖm thu cÊp Bé. 29 + Biªn b¶n héi nghÞ nghiÖm thu cÊp Bé. 31 + NhËn xÐt ®Ò tµi cña thµnh viªn héi ®ång nghiÖm thu cÊp Bé. 32 + B¶n vÏ chÕ t¹o bé èng mÉu.

36 1 Më ®Çu Trong c«ng t¸c kh¶o s¸t ®Þa chÊt vµ t×m kiÕm kho¸ng s¶n ®Ó ®¸nh gi¸ ®óng chÊt l−îng, tû lÖ mÉu lÊy ®−îc lµ mét viÖc v« cïng quan träng. Nh÷ng n¨m tr−íc chóng ta vÉn th−êng sö dông nh÷ng bé èng mÉu do Liªn X« cò s¶n xuÊt nh− èng mÉu nßng ®¬n, nßng ®«i, b¬m tia. song kÕt qu¶ ®¹t ®−îc kh«ng ®−îc nh− mong muèn víi nh÷ng ®Þa tÇng phøc t¹p. Khi Nhµ n−íc thùc hiÖn chÝnh s¸ch më cöa, c¸c h·ng cña nh÷ng n−íc cã nÒn c«ng nghiÖp ph¸t triÓn trªn thÕ giíi nh− Mü, NhËt, §øc, Australia, Canada, Trung Quèc.

®· giíi thiÖu m¸y khoan vµ dông cô khoan th¨m dß kho¸ng s¶n víi c«ng nghÖ khoan tiªn tiÕn. C«ng ty cæ phÇn Khoan vµ DÞch vô kü thuËt khai th¸c má ®· nhËp thiÕt bÞ vµ dông cô cña Cana®a, NhËt, Nam Phi, Trung Quèc trong qu¸ tr×nh th¨m dß kho¸ng s¶n ®· t¹o ®−îc sù tÝn nhiÖm víi c¸c ®èi t¸c nhÊt lµ ®èi t¸c n−íc ngoµi ®Çu t− vµo ViÖt Nam. Khoan th¨m dß kho¸ng s¶n sö dông c¸c bé èng mÉu nßng ®«i T2- 76, T2- 86 rÊt phï hîp víi c¸c lo¹i m¸y khoan c«ng suÊt nhá vµ cã lîi cho viÖc thi c«ng ë ®é cao, gi¶m gi¸ thµnh vËn chuyÓn ®Æc biÖt b¶o vÖ tèt cho m«i tr−êng sinh th¸i. N¨m 2007 Bé C«ng nghiÖp ®· t¹o ®iÒu kiÖn cho C«ng ty nghiªn cøu thiÕt kÕ chÕ t¹o nh÷ng bé èng mÉu trªn ®Ó t¹o tÝnh chñ ®éng trong c«ng viÖc, gi¶m gi¸ thµnh ph¶i nhËp ngo¹i.

2 PhÇn I Môc tiªu NhiÖm vô vµ ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu I- Môc tiªu: Môc tiªu cña ®Ò tµi lµ nghiªn cøu, thiÕt kÕ vµ chÕ t¹o mét sè bé phËn cña c¸c bé èng mÉu nßng ®«i theo c«ng nghÖ khoan míi ®Ó n©ng cao chÊt l−îng mÉu trong c«ng t¸c th¨m dß ®Þa chÊt víi sè l−îng cô thÓ lµ: - 02 bé èng mÉu T 2 - 76. - 02 bé èng mÉu T 2 - 86. - 02 bé èng mÉu T 6 - 116. - 02 bé èng mÉu T 6 - 131.

II-NhiÖm vô: - Tæng hîp, nghiªn cøu tµi liÖu, kh¶o s¸t c¸c bé èng mÉu phôc vô cho yªu cÇu thiÕt kÕ. - LËp, tr×nh duyÖt, ®¨ng ký vµ thuyÕt minh ®Ò tµi, ký hîp ®ång. - Mua c¸c phô tïng dông cô nguyªn mÉu cña h·ng Longyear. - Ph©n tÝch vËt liÖu cña c¸c chi tiÕt: ®é cøng, thµnh phÇn nguyªn tè x¸c ®Þnh møc thÐp cho phï hîp.

- ThiÕt kÕ c¸c chi tiÕt cña bé èng mÉu theo mÉu ®· nhËp. - Mua s¾m nguyªn vËt liÖu, chÕ t¹o hoµn thiÖn c¸c bé èng mÉu vµ thö nghiÖm c«ng nghiÖp. III-Ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu: - Trªn c¬ së nh÷ng bé èng mÉu ®· nhËp tõ Cana®a – Nam Phi nghiªn cøu thiÕt kÕ chÕ t¹o theo mÉu. - Ph−¬ng ph¸p tiÕn hµnh nh− sau: C¸c bé èng mÉu c¨n cø theo nh÷ng bé èng ®· nhËp cña n−íc ngoµi ®Ó x¸c ®Þnh c¸c kÝch th−íc cña chóng lËp b¶n vÏ thiÕt kÕ.

§ång thêi c¨n 3 cø vµo kÕt qu¶ ph©n tÝch vËt liÖu vµ ®é cøng ®Ó chän m¸c thÐp ®óng nh− mÉu hoÆc t−¬ng ®−¬ng. VËt liÖu th× c¨n cø vµo nguyªn t¾c chän vËt liÖu cña ngµnh c¬ khÝ chÕ t¹o vµ dùa vµo tÝnh n¨ng t¸c dông cña chi tiÕt ®Ó chän cho phï hîp - Thö nghiÖm c¸c chi tiÕt ®−îc gia c«ng trong n−íc ®Ó ®¸nh gi¸ kh¶ n¨ng lµm viÖc vµ ®é tin cËy cña chóng. PhÇn II KÕt qu¶ nghiªn cøu ®Ò tµi I-Thu thËp tµi liÖu kh¶o s¸t c¸c bé èng mÉu: Trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y nh÷ng bé èng mÉu do h·ng BoartLongyear s¶n xuÊt th¨m dß kho¸ng s¶n chÊt l−îng cao ®· nhËp vµo ViÖt nam. Nh−ng gi¸ thµnh nhËp rÊt cao so víi gi¸ thµnh khoan th¨m dß kho¸ng s¶n t¹i ViÖt Nam.

Trong khi ®ã, gi¸ thµnh c«ng t¸c khoan ®ßi hái ph¶i gi¶m míi c¹nh tranh ®−îc trong thÞ tr−êng khu vùc. Nh−ng nÕu cø tiÕp tôc ph¶i nhËp ngo¹i nh÷ng dông cô, phô tïng mµ theo chóng t«i ViÖt Nam cã thÓ chÕ t¹o ®−îc th× kh¶ n¨ng c¹nh tranh vÒ gi¸ c¶ rÊt khã kh¨n. Tõ n¨m 2004 ®−îc sù quan t©m cña Bé C«ng NghiÖp, C«ng ty cæ phÇn Khoan vµ DÞch vô kü thuËt khai th¸c má ®· tiÕn hµnh nghiªn cøu thiÕt kÕ vµ chÕ t¹o c¸c s¶n phÈm phô tïng thay thÕ cho m¸y khoan Longyear vµ bé èng mÉu luæn ®· ®¹t d−îc kÕt qu¶ kh¶ quan. C¸c vËt t− trõ phÇn ®éng lùc khoan vµ l−ìi khoan, èng mÉu ph¶i nhËp cßn l¹i lµ gia c«ng chÕ t¹o trong n−íc.

§Ò tµi tiÕp theo nµy chóng t«i ®· ®Æt ra yªu cÇu thiÕt kÕ vµ chÕ t¹o ®−îc c¸c chi tiÕt cña c¸c bé èng mÉu khoan ®¸p øng ®−îc c¸c ®iÒu kiÖn: - §¸p øng ®−îc c¸c yªu cÇu tû lÖ mÉu theo hîp ®ång ≥ 95%. - Sö dông thuËn tiÖn. - Ho¹t ®éng an toµn, tiÕt kiÖm. - KÕt cÊu ®ñ bÒn, ®Ñp t−¬ng ®−¬ng 80% chÊt l−îng hµng nhËp ngo¹i.

4 II- KÕt qu¶ nghiªn cøu mÉu, ph©n tÝch vËt liÖu, gia c«ng chÕ t¹o: 1- KÕt qu¶ nghiªn cøu mÉu: Sau khi nghiªn cøu tµi liÖu cña c¸c bé èng mÉu nh»m n¾m v÷ng nguyªn lý ho¹t ®éng, tÝnh n¨ng t¸c dông vµ ®Æc tÝnh kü thuËt. Chóng t«i ®· tiÕn hµnh nghiªn cøu c¸c mÉu cña h·ng Longyear chÕ t¹o b»ng c¸ch th¸o rêi c¸c chi tiÕt , ®o vÏ trùc tiÕp c¸c kÝch th−íc ®Ó lËp b¶n vÏ chÕ t¹o, kiÓm tra ®é cøng cña tõng chi tiÕt ®Ó lùa chän ph−¬ng ¸n thiÕt kÕ vµ gia c«ng cho phï hîp. §ång thêi qua nghiªn cøu mÉu chän ph−¬ng ¸n c«ng nghÖ gia c«ng, chän cÊp chÝnh x¸c, ®é bãng bÒ mÆt thÝch hîp víi tõng chi tiÕt. a- Ph¹m vi ¸p dông bé èng mÉu T2- 76, T2- 86, T6-116, T6- 131.

Bé èng mÉu nßng ®«i T2- 76, T2- 86, T6-116, T6- 131 ®−îc sö dông trong c«ng t¸c khoan t×m kiÕm, th¨m dß kho¸ng s¶n r¾n, khoan kiÓm tra ®Þa tÇng phôc vô cho nhiÒu môc ®Ých kh¸c nhau. C¸c bé èng dïng víi l−ìi khoan h¹t kim, kim c−¬ng ®Ó khoan ®Êt ®¸ cøng tõ cÊp IV – XII theo ®é khoan. b - Bé èng mÉu T2 - 76 vµ T2 – 86.: Bé èng mÉu T2 - 76 vµ T2 – 86 vÒ nguyªn lý lµm viÖc vµ cÊu t¹o gièng nhau, chØ kh¸c nhau vÒ kÝch th−íc: §Æc tÝnh kü thuËt bé èng mÉu T2 - 76 vµ T2 – 86 §Æc tÝnh kü thuËt T2 - 76 T2 - 86 §−êng kÝnh khoan, mm 76,00 86,00 §−êng kÝnh mÉu khoan, mm 62,00 72,00 CÇn khoan, mm ≥ 50,00 ≥50,00 èng mÉu ngoµi, mm 75,00 85,00 5 - §−êng kÝnh ngoµi 69,00 79,00 - §−êng kÝnh trong èng mÉu trong, mm 68,00 78,00 - §−êng kÝnh ngoµi 63,00 73,00 - §−êng kÝnh trong 1500 1500 - ChiÒu dµi, mm c - Bé èng mÉu T6 - 116 vµ T6 –131: Bé èng mÉu T6 - 116 vµ T6 – 131 vÒ nguyªn lý lµm viÖc vµ cÊu t¹o gièng nhau, chØ kh¸c nhau vÒ kÝch th−íc: §Æc tÝnh kü thuËt bé èng mÉu T6 - 116 vµ T6 – 131 §Æc tÝnh kü thuËt T6 - 116 T6 - 131 §−êng kÝnh khoan, mm 116,00 131,00 §−êng kÝnh mÉu khoan, mm 94,00 108,00 CÇn khoan, mm 67,00 67,00 èng mÉu ngoµi, mm - §−êng kÝnh ngoµi 110,00 128,00 - §−êng kÝnh trong 101,00 119,00 èng mÉu trong, mm 99,00 115,00 - §−êng kÝnh ngoµi 95,00 109,00 - §−êng kÝnh trong 1500 1500 - ChiÒu dµi, mm CÊu t¹o vµ nguyªn lý lµm viÖc: 6 Bé èng mÉu T2 – 76, T2 – 86, T6 – 116, T6- 131 gåm hai bé phËn: Bé phËn èng ngoµi vµ bé phËn èng trong. èng ngoµi quay cïng cét cÇn khoan trong qu¸ tr×nh khoan, èng trong ®øng yªn ®Ó ®ãn mÉu.

CÊu t¹o cña c¸c bé èng ë h×nh 1 & 2. èng ngoµi gåm c¸c bé phËn: C¸c ®Çu nèi chuyÓn tiÕp tõ èng mÉu tíi cÇn khoan, èng mÉu, l−ìi khoan më réng thµnh vµ l−ìi khoan kim c−¬ng ( hîp kim). C¸c bé phËn chÝnh cña èng trong gåm: èng ®ùng mÉu, cèc ®ãn mÉu, ®Çu nèi èng trong, bé phËn vßng bi, do¨ng vµ ªcu ®iÒu chØnh. Trong qu¸ tr×nh khoan m« men xo¾n vµ ¸p lùc ®¸y ®−îc truyÒn tõ ®Çu m¸y qua cÇn khoan, èng ngoµi xuèng l−ìi khoan.

Nh− vËy èng ngoµi cïng víi l−ìi khoan quay theo cét cÇn, èng trong ®øng yªn ®ãn mÉu nhê cã bé phËn vßng bi ®ì. Nguyªn lý chñ yÕu cña bé èng mÉu nßng ®«i lµ n−íc röa ®−îc truyÒn tõ m¸y b¬m xuèng cÇn khoan khi tíi ®Çu èng trong n−íc röa ch¶y theo c¸c lç tho¸t n−íc ë ®Çu èng trong ra khe hë gi÷a èng trong vµ èng ngoµi xuèng ®¸y lç khoan lµm m¸t l−ìi khoan, kh«ng ch¶y trùc tiÕp vµo mÉu g©y ph¸ huû mÉu. Trong ph¹m vi ®Ò tµi nµy chóng t«i tËp trung gia c«ng c¸c ®Çu nèi èng ngoµi, ®Çu nèi èng trong, trôc xoay, æ ®ì bi, ªcu ®iÒu chØnh, èng nèi, cèc ®ãn mÉu. Riªng èng ngoµi vµ èng trong ®ãn mÉu ph¶i nhËp ngo¹i v× víi chiÒu dµi cña èng mÉu ®Ó ®¹t kÝch th−íc chuÈn chóng t«i ®· thö nghÖm nh−ng kh«ng thÓ gia c«ng b»ng c¸c m¸y hiÖn cã t¹i ViÖt Nam.