Thiết bị xoay ống vách

Thiết bị xoay ống là các thiết bị thủy lực hoặc cơ khí cung cấp lực quay cho các chuỗi ống trong quá trình khoan trong các công trình nền móng sâu. Trong bối cảnh xây dựng tường cọc giao nhau, các thiết bị này là các thành phần thiết yếu của hệ thống khoan cho phép quay và tiến lên theo chiều dọc đồng thời của các ống tạm thời hoặc vĩnh viễn, một yêu cầu cơ bản để duy trì sự ổn định của lỗ khoan và đạt được hình dạng cọc chính xác trong các điều kiện địa kỹ thuật khó khăn. Ứng dụng chính của thiết bị xoay ống là trong việc thực hiện tường cọc giao nhau, nơi các cọc bê tông cốt thép chồng lên nhau được lắp đặt để tạo ra các tường cấu trúc liên tục cho việc hỗ trợ khai thác tầng hầm, ổn định đất, và tạo rào chắn sâu. Chúng cũng được sử dụng trong xây dựng tường vây, đặc biệt khi sử dụng các phương pháp khoan dựa trên ống thay vì các hệ thống tường hướng dẫn truyền thống. Các ứng dụng bổ sung bao gồm các hoạt động bơm jet gắn trên các hệ thống ống, sản xuất cột trộn đất-cement, và trong một số ứng dụng tường cọc nơi các kỹ thuật khoan quay cải thiện hiệu quả đóng ống và kiểm soát độ thẳng đứng trong các lớp đất không ổn định. Nguyên tắc hoạt động của thiết bị xoay ống liên quan đến việc chuyển đổi năng lượng thủy lực hoặc cơ khí thành mô-men xoắn quay liên tục được áp dụng cho chuỗi ống thông qua một cơ chế đầu truyền được đặt ở bề mặt. Thiết bị xoay, thường được gắn trên thanh Kelly hoặc cột của giàn khoan, kết nối cơ khí với ống thông qua một đầu truyền nắm chặt ống. Khi ống quay, ma sát giữa bề mặt bên ngoài của ống và đất, kết hợp với hành động cắt của đế ống (một cạnh cắt sắc nhọn hoặc cứng tại đáy ống), làm vỡ và loại bỏ vật liệu đất, cho phép tiến xuống dưới áp suất cấp liệu của giàn khoan. Sự quay và tiến lên đồng thời này ngăn ngừa sự sụp lỗ khoan, duy trì độ thẳng đứng, và giảm nguy cơ lệch ống trong các điều kiện địa kỹ thuật không ổn định. Thiết bị xoay ống có sẵn trong các cấu hình được xác định bởi kiến trúc hệ thống khoan và yêu cầu về đường kính ống. Các thiết bị xoay thủy lực, loại phổ biến nhất, bao gồm các hộp số hành tinh hoặc cơ chế truyền động trực tiếp cung cấp mô-men xoắn từ 10 đến 150+ kilonewton-meters (kN·m), tương ứng với đường kính ống từ 300 mm đến 1500 mm. Các hệ thống thủ công hoặc bán tự động phục vụ cho các ứng dụng đường kính nhỏ hơn. Các giao diện đầu truyền tương thích với các ren ống API tiêu chuẩn và các hệ thống kết nối nhanh độc quyền. Việc lựa chọn thiết bị xoay ống phù hợp yêu cầu đánh giá nhiều yếu tố. Đường kính ống và mô-men xoắn khoan dự kiến, được xác định bởi thành phần đất, độ sâu, và thiết kế đế ống, là những yếu tố chính. Sự sẵn có của năng lượng giàn khoan—cả lưu lượng thủy lực (lít mỗi phút) và khả năng áp suất—phải phù hợp với thông số kỹ thuật của thiết bị xoay. Các yêu cầu hoạt động bao gồm chiều cao đầu cho phép, tốc độ quay (thường từ 5 đến 30 RPM), và khả năng tương thích với các hệ thống hướng dẫn giàn khoan hiện có có ảnh hưởng đáng kể đến sự lựa chọn thiết bị. Độ bền trong các điều kiện đất mài mòn hoặc rất dính, khả năng chống mài mòn của ổ bi, và tính toàn vẹn của các con dấu là rất quan trọng để duy trì năng suất khoan lâu dài. Các tiêu chuẩn áp dụng cho hoạt động của thiết bị xoay ống bao gồm ISO 20475 (các yêu cầu an toàn cho thiết bị khoan), các tiêu chuẩn DIN liên quan đến máy móc thủy lực, và các thông số kỹ thuật cụ thể của dự án được xác định bởi các nhà sản xuất hệ thống ống và cấu hình giàn khoan. Việc tuân thủ đảm bảo an toàn cho người vận hành và hiệu suất khoan nhất quán trong các điều kiện địa kỹ thuật khác nhau.