Máy cắt thủy lực tích hợp trên giàn khoan

Giàn khoan dựa trên hydromill đại diện cho một lớp thiết bị khai thác và xử lý đất chuyên dụng tích hợp công nghệ jet áp suất cao với các giàn khoan xoay hoặc va đập để tạo ra các rào cản ngầm liên tục và các khối đất ổn định. Các hệ thống này là rất quan trọng trong kỹ thuật nền móng sâu, cho phép xây dựng các tường vách, rèm cắt, các sắp xếp cọc secant và tangent, và các khu vực cải thiện đất bơm vữa jet. Loại thiết bị này bao gồm nhiều cấu hình hydromill được gắn trên các giàn khoan hoặc giàn khoan thông thường, tận dụng cột của giàn khoan, nhà máy điện và hệ thống thủy lực để cung cấp lực và độ chính xác cần thiết cho công việc dưới bề mặt. Các giàn khoan được trang bị hydromill được triển khai trong nhiều ứng dụng địa kỹ thuật. Các ứng dụng chính bao gồm việc tạo ra các panel tường vách trong các tầng hầm chống thấm, các cấu trúc ngầm và hệ thống giữ nước; lắp đặt các rèm cắt có độ thấm thấp cho các chân đập, đê và phục hồi môi trường; các chuỗi cọc secant và tangent cho các tường giữ tựa hoặc hỗ trợ; các hoạt động bơm vữa jet cho ổn định đất, hỗ trợ nền móng và điều kiện đất cho việc khoan ống; và trộn đất-xi măng tại chỗ cho ổn định đất và kỹ thuật mặt đường. Mỗi ứng dụng yêu cầu kiểm soát độ sâu chính xác, căn chỉnh jet đồng nhất và các tham số trộn hoặc khai thác có thể tái tạo. Nguyên tắc hoạt động dựa trên các jet nước áp suất cao (thường là 300–600 bar) được hướng xuống dưới thông qua các vòi phun được thiết kế đặc biệt gắn trên cột Kelly của giàn khoan hoặc thân dao động. Khi giàn khoan tiến lên theo chiều dọc hoặc với dao động có kiểm soát, các jet làm bào mòn và treo các hạt đất trong khi đồng thời tiêm một hỗn hợp xi măng, tạo ra một cột ổn định đồng nhất hoặc loại bỏ đất để khai thác panel. Áp suất tiêm và lưu lượng điều khiển đường kính của cột hydromill và mức độ đồng nhất của đất-xi măng. Đối với việc xây dựng tường vách, hydromill khai thác trong một rãnh hỗ trợ bằng bentonite; đối với các ứng dụng bơm vữa jet, nó tạo ra các khối vữa hình cột với đường kính và hình dạng chồng lấp đã định trước. Các biến thể thiết bị chính bao gồm hydromill đơn chất lỏng (jet nước với tiêm slurry đồng thời), các hệ thống ba chất lỏng (ba vòi phun riêng biệt để kiểm soát tốt hơn giữa khai thác và bơm vữa), hydromill xoay-điều chỉnh cho hướng dẫn panel chính xác, và các phiên bản hỗ trợ va đập kết hợp năng lượng tác động với hành động jet cho đất kết dính hoặc xi măng dày đặc. Lựa chọn cấu hình phụ thuộc vào độ dày tường yêu cầu, thành phần lớp đất, khả năng áp suất tiêm và tỷ lệ sản xuất. Các tiêu chí lựa chọn bao gồm phân loại đất (độ kết dính, góc ma sát nội bộ, mật độ tại chỗ, sự hiện diện của đá cuội hoặc đá tảng), độ sâu và độ dày tường yêu cầu, điều kiện nước ngầm, nhiệt độ môi trường ảnh hưởng đến độ nhớt của slurry, khả năng di chuyển giàn khoan có sẵn, và các yêu cầu đảm bảo chất lượng đã chỉ định—thường là kiểm tra trực quan và ghi log va đập, với xác nhận địa vật lý tùy chọn. Các thông số thiết bị phải xác minh rằng nhà máy điện của giàn khoan (áp suất và lưu lượng bơm) phù hợp với các thông số thiết kế của hydromill và rằng các hệ thống hướng dẫn duy trì độ thẳng đứng trong khoảng ±0.5–1.0 phần trăm, theo tiêu chuẩn thiết kế. Các tiêu chuẩn liên quan bao gồm EN 1538 (Thực hiện công việc địa kỹ thuật đặc biệt—Tường vách), EN 12716 (Thực hiện công việc địa kỹ thuật đặc biệt—Bơm vữa), EN ISO 14688 (Phân loại đất), và API RP 2A-WSD cho các ứng dụng ngoài khơi. Các yêu cầu về trình độ nhà thầu và chứng nhận người vận hành hydromill (thường được quản lý bởi các cơ quan khu vực hoặc nhà sản xuất thiết bị) là bắt buộc để thực hiện an toàn.