Закупка колонкового бурового станка CR1600I для глубоких скважин до 2000 м: крутящий момент 4800 Н·м

Открытые данные по CR1600I показывают, что это полностью гидравлический интегрированный буровой станок для глубинного колонкового бурения: ориентировочная глубина бурения по типоразмеру B — 2000 м, N — 1500 м, H — 850 м, максимальный крутящий момент вращателя 4800 Н·м, расход основного насоса 320 л/мин при давлении 31 МПа, буровая промывочная система 250 л/мин при 7 МПа, диаметр каната лебёдки 6 мм, канатоёмкость 1800 м. При закупке такого оборудования действительно важно заранее продумать не то, «достаточно ли велик крутящий момент», а то, какие границы обслуживания соответствуют этим параметрам в долгосрочных проектах глубокого бурения и какие условия необходимо подтвердить у производителя до ввода в эксплуатацию. Настоящая статья основана только на открытых материалах данного сайта и не дополняет их отсутствующими полевыми данными.

Сначала рассмотрим, для каких задач предназначена комбинация параметров CR1600I

В открытых материалах CR1600I позиционируется для «задач глубинного колонкового бурения с более высокой нагрузкой и более длительным циклом» и подчёркивается, что он не просто увеличивает глубину бурения, а одновременно повышает крутящий момент вращателя, расход гидравлики, канатоёмкость лебёдки, возможности промывочной циркуляции и энергетический резерв машины в целом. Типичные сценарии включают крупные проекты разведки полезных ископаемых, глубинные исследования стратегических ресурсов и высокоинтенсивные работы, требующие длительного непрерывного отбора керна.

Судя по обозначению модели, CR1600I относится к интегрированным колонковым буровым станкам серии CR и не находится в том же классе глубины бурения, что упомянутые в других статьях CR800I (уровень 800 м) и CR600I. При закупке не следует напрямую переносить опыт организации работ с CR800I на глубокие скважины уровня 2000 м, поскольку масса бурильной колонны, трение в скважине, вспомогательное время и внутрискважинные риски заметно изменяются с глубиной.

Основные параметры, приведённые в материалах сайта

В строке параметров двигателя в открытых материалах указано, что в последнем столбце таблицы силового агрегата PDF в заголовке модели появляется «BX1500T», тогда как другие таблицы параметров на той же странице соответствуют BX1600T; в настоящей статье приводится только указанные в этом столбце параметры 6CTA8.3, 153 кВт, 8,3 л и т. д., без дополнительных предположений о различиях в названии модели. Если при закупке требуется включить модель силового агрегата в договор, это следует уточнить у производителя.

Взаимосвязь крутящего момента 4800 Н·м и гидросистемы 31 МПа

По мере углубления скважины масса бурильной колонны и трение в скважине непрерывно возрастают, а риски заклинивания, сужения ствола и искривления скважины в сложных породах становятся более выраженными. В открытых материалах максимальный крутящий момент 4800 Н·м описывается так: он обеспечивает вращателю больший запас адаптации к нагрузке и, сохраняя скорость отбора керна, облегчает прохождение интервалов с заметным изменением сопротивления в глубоких скважинах. Это описание качественное; в материалах не приведены доля использования крутящего момента или кривые зависимости частоты вращения от крутящего момента для разных глубин и диаметров скважины.

31 МПа — это давление основного насоса, расход основного насоса 320 л/мин; расход вспомогательного насоса 160 л/мин при давлении 23 МПа. В материалах роль гидросистемы большого расхода обобщена как обеспечение совместной работы вращателя, подачи, бокового смещения и других исполнительных механизмов в условиях высокой нагрузки. Для закупщика важнее заранее определить: при длительной эксплуатации чистота гидравлического масла, перепад давления на фильтрах и нагрев системы являются тремя указанными в материалах факторами обслуживания; там же отмечена необходимость «избегать снижения характеристик», но не приведены конкретные значения класса чистоты масла, периодичности замены фильтров, допустимого диапазона температуры.

Указанные в материалах аспекты обслуживания при длительной эксплуатации

• Гидравлическое масло: в материалах требуется строго контролировать чистоту, но конкретные показатели класса не приведены.
• Перепад давления на фильтрах: указан как фактор длительной эксплуатации, пороги замены или сигнализации не приведены.
• Нагрев системы: отмечена необходимость избегать снижения характеристик из-за нагрева; способ охлаждения машины — воздушный + водяной, но верхний предел температуры масла не указан.
• Стальной канат: включён в перечень регулярных проверок при высокоинтенсивных работах; параметры лебёдки — диаметр 6 мм, канатоёмкость 1800 м, тяговое усилие 13,5 кН, скорость подъёма 118 м/мин.
• Зажимное устройство: включено в регулярные проверки; проходное отверстие 150 мм, применяемые трубы NQ, HQ, PQ, NTW, HTW, способ зажима — гидравлический зажим с клиновым самотормозящим захватом.
• Резьба бурильных труб: включена в регулярные проверки, но периодичность проверки резьбы или критерии отбраковки не приведены.
• Подшипники вращателя: включены в регулярные проверки, периодичность проверки подшипников не указана.

Общее у этих пунктов то, что материалы задают направление «что проверять», но не дают непосредственно применимых периодичности и пороговых значений. Поэтому на этапе закупки следует запросить у производителя руководство по техническому обслуживанию, требования к маслам, спецификации фильтров и условия замены, перечень быстроизнашиваемых деталей, а затем с учётом условий на площадке планировать запасные части и персонал. Не следует понимать перечисленные проверки как уже достаточный регламент обслуживания.

Границы управления лебёдкой и бурильной колонной при оснащении для бурения со съёмным керноприёмником

В открытых материалах указано, что лебёдка использует стальной канат 6 мм, канатоёмкость 1800 м, скорость подъёма 118 м/мин; для глубоких скважин типоразмера N уровня 1500 м дистанция извлечения внутренней трубы со съёмным керноприёмником очень велика, поэтому вместимость и скорость лебёдки заметно влияют на вспомогательное время одного рейса, и такая комплектация больше ориентирована на непрерывный отбор керна в глубоких скважинах.

При закупке нужно рассматривать два уровня отдельно: во-первых, сами параметры вместимости и скорости; во-вторых, фактические условия использования и проверки стального каната при бурении со съёмным керноприёмником в длинных скважинах. В материалах стальной канат лишь включён в перечень регулярных проверок, но не приведены критерии отбраковки, частота проверок или периодичность замены каната при работе со съёмным керноприёмником. В долгосрочных проектах этот пункт следует включить в список для уточнения у производителя.

В части управления бурильной колонной в открытых материалах указаны усилие подачи 63 кН и усилие подъёма 185 кН, а также поясняется, что это обеспечивает высокий запас для управления колонной в глубоких скважинах и извлечения инструмента; проходное отверстие зажимного устройства 150 мм совместимо с системами бурильных труб NQ, HQ, PQ, NTW, HTW. В материалах стабильный зажим и достаточное усилие подъёма связываются с возможностью ликвидации внутрискважинных аварий. Здесь следует отметить, что в материалах не приведена таблица соответствия максимальной глубины применения для разных типоразмеров бурильных труб в глубоких скважинах; если закупщик намерен использовать определённый типоразмер труб на заданной глубине, следует опираться на расчёт производителя, а не только на буквальное сопоставление параметров.

Условия длинных скважин, соответствующие промывочной системе 250 л/мин, 7 МПа

В открытых материалах поясняется, что в глубоких скважинах дистанция транспортировки шлама больше, а нагрев в скважине, трение и стабильность обратного потока влияют на бурение; промывочная система CR1600I с расходом 250 л/мин и давлением 7 МПа может обеспечить большую циркуляционную способность для охлаждения коронки, выноса шлама и стабилизации стенок скважины. При глубинных поглощениях и трещинных водоносных горизонтах в материалах рекомендуется своевременно корректировать промывочную систему в зависимости от изменения обратного потока.

Этот фрагмент задаёт направление действия и принципы регулирования, но не содержит рецептур промывочных систем, таблиц соответствия расхода насоса и диаметра скважины или конкретных операций по борьбе с поглощениями. На этапе закупки можно проверить: мощность бурового насоса 15 кВт, частоту вращения 727 об/мин, расход 250 л/мин, давление 7 МПа, а также то, предоставляет ли производитель рекомендации по комплектации под планируемый инструмент и диаметр скважины. Что касается глубинных поглощений, тампонирования, обсадки и других мер, в материалах лишь упомянуто «своевременно принимать меры по тампонированию, обсадке или поэтапной обработке», без детализации технологии; настоящая статья не дополняет соответствующие операции.

Изменение геологических условий в глубоких скважинах и динамическая корректировка параметров

В открытых материалах приведены качественные направления корректировки параметров по типам пород:

• Монолитные крепкие породы: обычно требуются стабильная частота вращения и рациональная осевая нагрузка.
• Зоны дробления: больше внимания следует уделять контролю рейса и промывочной жидкости для укрепления стенок.
• Водоносные трещинные интервалы: необходимо наблюдать за объёмом обратного потока и изменением давления.
• Интервалы с сильными поглощениями: в материалах упомянуты тампонирование, обсадка или поэтапная обработка.

В материалах также подчёркивается, что при бурении глубоких скважин нельзя длительно использовать один фиксированный набор параметров, следует динамически корректировать их по мере изменения глубины и пород. Это означает, что крутящий момент 4800 Н·м и максимальную частоту вращения 1500 об/мин следует понимать как доступный рабочий диапазон, а не как постоянные значения на всём протяжении. В материалах не приведены частоты вращения по передачам, соответствующие крутящие моменты или конкретные значения осевой нагрузки; если при закупке требуется составить таблицу параметров бурения по породам, следует запросить у производителя соответствующие технические документы.

Значение наклонных скважин для оконтуривания глубоких рудных тел

CR1600I поддерживает углы бурения 45°–90°. В открытых материалах это объясняется так: можно располагать глубокие скважины с разными углами наклона в зависимости от залегания рудного тела, направления разломов и результатов уже пробуренных скважин, создавая пространственный контроль за счёт разнонаправленных скважин и снижая неопределённость оценки наклонных рудных тел по одной вертикальной скважине. В проектах глубинной золоторудной разведки, поиска скрытых рудных тел и структурно контролируемого оруденения глубокий колонковый керн даёт непрерывную информацию о породах, структурах и минерализации. Эта часть является описанием назначения и не представляет собой суждение о применимости к конкретному месторождению.

Что следует уточнить у производителя при закупке для долгосрочного проекта

С учётом открытых материалов по следующим пунктам конкретные значения или решения пока не приведены; рекомендуется подтвердить их по отдельности до закупки и ввода на площадку:

• Конкретные требования к чистоте гидравлического масла, спецификации фильтров и критерии замены, а также максимально допустимая температура масла в системе.
• Периодичность проверки и критерии отбраковки подшипников вращателя, зажимного устройства, резьбы бурильных труб, стального каната.
• Условия использования и замены стального каната 6 мм при бурении со съёмным керноприёмником.
• Фактическая комплектация и расчёт бурильной колонны для разных типоразмеров труб на ориентировочных глубинах 2000 м, 1500 м, 850 м.
• Диапазоны частоты вращения и крутящего момента по передачам, а также документы-основания для составления параметров по породам.
• Рекомендации по соответствию расхода промывочного насоса разным диаметрам скважин и условиям поглощения.
• Какая версия является правильной при расхождении в названии модели силового агрегата (BX1500T в PDF и BX1600T в других таблицах на той же странице).
• Комплект поставки, перечень быстроизнашиваемых деталей и объём обучения обслуживанию на площадке.

Пояснение к параметрам и условия применимости

В открытых материалах уже указано: поскольку фактические геологические условия, внутрискважинный инструмент, угол бурения и способ выполнения работ различаются, итоговая эффективность бурения, глубина и выход керна должны определяться фактическими условиями на площадке. Приведённые в настоящей статье значения 4800 Н·м, 2000 м, 1500 м, 850 м, 31 МПа, 250 л/мин, 1800 м, 185 кН и другие взяты из открытых материалов CR1600I на данном сайте, являются справочными или описанием комплектации и не означают, что они будут достигнуты в любом проекте. Планирование обслуживания в долгосрочных проектах глубокого бурения должно основываться на официальной технической документации производителя и расчёте фактических условий на площадке.