WR1500S относится к гусеничным буровым установкам для водяных скважин с телескопической мачтой класса 1500 м, поддерживает 9,6-метровые трубы, усилие подъёма 80 т, крутящий момент 31000/15500 Н·м. Управление бурильной колонной в глубоких скважинах нельзя сводить только к цифре «глубина бурения 1500 м» — необходимо совместно проверять усилие подъёма, крутящий момент, параметры труб, диаметр скважины, сопротивление в скважине и организацию работ. Ключевые условия, которые следует уточнить у производителя перед закупкой: соответствие предполагаемого диаметра и длины труб оборудованию, компоновка и вес бурильной колонны для каждого диаметра скважины, способность компрессора по давлению и расходу одновременно обеспечивать работу погружного пневмоударника и вынос шлама, а также возможность площадки и транспортировки принять установку массой 28 т и 9,6-метровые трубы.
Почему управление бурильной колонной важнее переговоров о цене
С увеличением глубины возрастают собственный вес бурильной колонны, трение о стенки скважины, вес обсадных труб и риск локальных заклиниваний. Усилие подъёма, крутящий момент, осевое давление и скорость вращения в совокупности определяют, сможет ли оборудование выполнять нормальный спуск и подъём, извлечение бурильного инструмента и часть операций с обсадными трубами большого диаметра. Если на этапе закупки эти условия не уточнить, после прибытия оборудования может возникнуть ситуация: «заявленная глубина достаточна, а фактическая компоновка не подходит».
Следует пояснить: максимальная глубина бурения WR1500S 1500 м — это номинальная паспортная величина. Фактическая глубина скважины должна определяться гидрогеологическими условиями, диаметром, бурильными трубами, компрессором и проектом скважины; нельзя напрямую переносить номинальную глубину на все проекты без поправок.
Сначала уточните компоновку бурильной колонны: 9,6-метровые трубы и диаметр 114/127 мм
WR1500S поддерживает 9,6-метровые трубы, рекомендуемый диаметр 114 / 127 мм. Длинные трубы сокращают число наращиваний и вспомогательное время при бурении глубоких скважин класса 1500 м, но предъявляют повышенные требования к рабочему пространству на площадке, организации перемещения труб и несущей способности самих труб.
Перед закупкой рекомендуется уточнить у производителя
- методику оценки общего веса бурильной колонны при планируемой глубине и различных диаметрах скважины для труб 114 мм или 127 мм;
- взаимодействие 9,6-метровых труб с телескопической мачтой, ходом силового вертлюга и механизмом наращивания/разборки;
- тип замков, резьбовые спецификации и комплектность элеваторов, подкладных вилок и других инструментов;
- 9,6-метровые трубы обычно требуют отдельной транспортировки; необходимо ли отдельно согласовывать схему перевозки и хранения на площадке.
В материалах не приведена таблица распределения глубины бурения по диаметрам труб, поэтому в данной статье нельзя рассчитать, «до какой глубины гарантированно дойдёт бурение с трубами 127 мм». Эти данные следует уточнять у производителя отдельно с учётом геологии и проекта скважины.
Что обеспечивают усилие подъёма 80 т и осевое давление 16 т
WR1500S имеет усилие подъёма 80 т, осевое давление 16 т, скорость быстрого подъёма 28 м/мин, скорость быстрой подачи 44 м/мин. Усилие подъёма в основном влияет на запас при спуско-подъёмных операциях, извлечении бурильного инструмента и части работ с обсадными трубами большого диаметра; осевое давление влияет на способность подачи. Эти параметры нужно рассматривать отдельно: большое усилие подъёма не означает, что любое сопротивление в скважине можно преодолеть силой.
В материалах прямо указано: при аномальном сопротивлении следует в первую очередь промывать скважину, плавно поднимать инструмент и оценивать состояние скважины, а не тянуть на максимальном усилии. При закупке следует уточнить:
- определение номинального режима для усилия подъёма 80 т и границы безопасной эксплуатации;
- диапазон регулировки осевого давления 16 т для разных диаметров и пород, а также соответствие подачи;
- для чего можно использовать вспомогательную лебёдку 5 т и малую вспомогательную лебёдку 2,5 т, как определяются номинальная грузоподъёмность и безопасные расстояния при подъёме.
Как проверить двухрежимный крутящий момент 31000/15500 Н·м
WR1500S имеет максимальный крутящий момент 31000 / 15500 Н·м и максимальную скорость вращения 70 / 140 об/мин. Низкая скорость с высоким крутящим моментом больше подходит для большого диаметра, крепких пород и высокого трения; повышенная скорость — для относительно стабильных участков с меньшим сопротивлением. В глубоких скважинах класса 1500 м выбор режима крутящего момента должен динамически корректироваться с учётом нагрузки на бурильную колонну, выноса шлама и состояния инструмента.
На этапе закупки можно попросить производителя пояснить: в диапазоне диаметров 105–1000 мм какие интервалы в большей степени требуют режима 31000 Н·м, а какие стабильные участки можно проходить на 15500 Н·м при 140 об/мин. В материалах нет рекомендуемых значений крутящего момента для каждого диаметра, поэтому в данной статье расчёт не приводится.
Сопутствующие требования к бурильной колонне и комплектации при диаметре 105–1000 мм
WR1500S бурит скважины диаметром 105–1000 мм и может применяться для обычных глубоких водяных скважин, скважин большого диаметра на подземные воды, водопонижения на рудниках и некоторых крупных инженерных скважин. Чем больше диаметр, тем выше требования к компрессору, бурильному инструменту, обсадным трубам, крутящему моменту и грузоподъёмности.
Перед закупкой следует определить, в какой диапазон попадает целевой диаметр скважины, и одновременно проверить: спецификацию и способ установки обсадных труб, соответствие долота и погружного пневмоударника, достаточность канала выноса шлама. Если диаметр приближается к 1000 мм, нельзя ограничиваться только параметрами самой буровой установки — необходимо также учитывать расход компрессора и компоновку бурильной колонны.
Условия согласования давления и расхода компрессора
При бурении погружным пневмоударником DTH для WR1500S рекомендуется рабочее давление 1,65–8 МПа и расход воздуха 16–120 м³/мин. Для глубоких скважин класса 1500 м и крупных проектов по крепким породам требуются высокие расходы компрессора; давление и расход должны одновременно удовлетворять потребности пневмоударника и выноса шлама со забоя, иначе возможны недостаточная энергия удара, трудности с выносом шлама и его накопление на забое.
При закупке следует уточнить у производителя: давление и расход воздуха для предполагаемой модели пневмоударника, схему компоновки компрессора, спецификацию высоконапорных воздуховодов, а также необходимость дополнительного расчёта потерь давления в трубопроводах для глубоких скважин. В материалах нет данных о потерях давления для разных глубин — это относится к проектированию комплектации на площадке.
Наращивание и разборка труб, организация площадки
9,6-метровые трубы снижают частоту наращивания, но означают, что отдельная труба длиннее и тяжелее, что предъявляет повышенные требования к перемещению и хранению. WR1500S оснащена двумя вспомогательными лебёдками, которые можно использовать для перемещения пневмоударника, бурильных труб, инструмента для обсадных труб и общего вспомогательного оборудования, что снижает тяжёлый ручной труд.
- Проверить, соответствуют ли маршруты перемещения труб, стеллажи для хранения и грузоподъёмное оборудование длине 9,6-метровых труб;
- Проверить взаимосвязь рабочего пространства для наращивания/разборки труб с рабочей высотой телескопической мачты;
- Проверить, предусмотрены ли на площадке зоны для компрессора, системы промывки, бурильного инструмента и материалов.
Аномалии в скважине и оценка рисков глубокого бурения
В материалах приведены рекомендации по работе и обслуживанию: при бурении глубоких скважин постоянно фиксировать крутящий момент, давление воздуха, вынос шлама, водоприток и сопротивление при подъёме; при обнаружении тенденции к аномалиям своевременно останавливать работу и анализировать. После входа в основной водоносный горизонт водоприток меняет вынос шлама и работу пневмоударника; следует записывать глубину основных водоносных горизонтов и корректировать подачу воздуха, промывку и способ установки обсадных труб в зависимости от водопритока.
При встрече с выветрелыми породами, трещинами или тектоническими нарушенными зонами следует снижать скорость подачи, усиливать промывку и в зависимости от ситуации применять обсадные трубы, пену или другие меры стабилизации скважины; если вынос шлама устойчиво снижается или сопротивление при подъёме заметно растёт, необходимо немедленно остановить бурение и проверить состояние. Если в верхних перекрывающих отложениях происходит сужение или обрушение, это напрямую влияет на последующее бурение глубоких интервалов, поэтому на начальном этапе следует в первую очередь сформировать устойчивый ствол.
Условия транспортировки установки массой 28 т и 9,6-метровых труб
Общая масса WR1500S около 28 т, габариты примерно 11,5 × 2,6 × 3,5 м, скорость передвижения 3,5 км/ч, максимальный угол подъёма 21°, ход гидравлических аутригеров 1,7 м. Для межрегиональной перевозки необходимо заранее уточнить грузоподъёмность низкорамного прицепа, ограничения по высоте дорог, несущую способность мостов и пространство для поворотов.
| Пункт проверки | Основание по материалам |
|---|---|
| Транспортировка установки | около 28 т, 11,5 × 2,6 × 3,5 м |
| Транспортировка труб | 9,6-метровые трубы обычно требуют отдельной перевозки |
| Требования к площадке | необходимо предусмотреть зоны для компрессора, системы промывки, бурильного инструмента и материалов |
Область применения и вопросы, требующие отдельного уточнения
WR1500S предназначена для крупных проектов глубокого бурения: глубокие водяные скважины, водоснабжение рудников, промышленное водоснабжение, водопонижение и геотермальные исследования. В геотермальных проектах помимо глубины бурения необходимо учитывать температуру пласта, циркуляционную среду, материал обсадных труб и устойчивость стенок скважины; при бурении эксплуатационных геотермальных скважин компоновка бурильного инструмента и система заканчивания должны соответствовать специальному проекту.
В данной статье использованы материалы сайта о продукции; она не содержит конкретных примеров клиентов, данных о сделках или фактических измерений. Реальная скорость бурения, глубина и результат заканчивания зависят от условий площадки; справочная скорость бурения 10–35 м/ч является диапазоном из материалов и не может служить гарантией сроков проекта. Перед закупкой рекомендуется включить перечисленные выше условия управления бурильной колонной в технический контрольный лист и получить от производителя письменные ответы с учётом гидрогеологических данных проекта.