Стандартная мощность WR300SE — 73 кВт, также доступна опциональная конфигурация 85 кВт. Обе ступени мощности относятся к одной и той же гусеничной полностью гидравлической буровой установке класса 300 м с одинаковым диапазоном диаметров бурения 105–325 мм. Выбор между 73 кВт и 85 кВт определяется не сравнением цифр, а тем, под какой уровень нагрузки оборудование будет постоянно работать при планируемом диаметре, планируемых грунтах и планируемой технологии.
Сначала определим, какие нагрузки несёт двигатель WR300SE
Двигатель WR300SE должен одновременно обеспечивать вращение, подъём, подачу, передвижение и вспомогательные системы. Ключевые рабочие параметры из документации: максимальный крутящий момент вращения 7000/3500 Н·м при максимальной частоте вращения 80/160 об/мин; усилие подъёма 15 т; скорость быстрого подъёма 30 м/мин, скорость быстрой подачи 55 м/мин; скорость передвижения на гусеницах 2,5 км/ч. Эти операции не выполняются одновременно на полной нагрузке, но вращение при большом диаметре, спуско-подъёмные операции в глубоких скважинах и пневматическое бурение по твёрдым породам заметно повышают потребность в мощности.
Поэтому для оценки достаточности мощности следует сначала определить, на каком участке диапазона диаметров долгосрочно сосредоточен проект, какой технологией ведётся бурение и кто поставляет внешнее оборудование, например компрессор, а не смотреть только на то, достигает ли глубина скважины 300 м.
Оценка по диаметру: диапазон 105–325 мм довольно широк
Диапазон 105–325 мм у WR300SE — это допустимый диапазон диаметров бурения, а не гарантия одинаковой эффективности стандартного двигателя 73 кВт при любом диаметре. Чем больше диаметр, тем больше объём разрушения на забое, сопротивление вращению и нагрузка по выносу шлама. В документации указано, что система вращения имеет две ступени максимального крутящего момента 7000/3500 Н·м и две ступени частоты вращения 80/160 об/мин; режим пониженной частоты и повышенного крутящего момента лучше подходит для большого диаметра и высоких нагрузок.
- Если проект в основном ведётся малым диаметром при обычном строительстве скважин и в пределах глубины 300 м бурение рыхлых слоёв выполняется, например, с промывкой буровым раствором, стандартная мощность 73 кВт является базовой конфигурацией согласно документации.
- Если проект долгосрочно использует большой диаметр, близкий к 325 мм, и требует продолжительного вращения в относительно твёрдых породах или бурения с погружным пневмоударником, следует рассмотреть 85 кВт как вариант и согласовать фактическую нагрузку с производителем.
- Если одна и та же установка используется и для малодиаметральных водяных скважин, и иногда для крупнодиаметральных инженерных скважин, необходимо определить преобладающий режим, а не единичный максимальный диаметр.
В документации нет сравнительных данных по эффективности бурения между 73 кВт и 85 кВт для конкретных диаметров и грунтов. В данной статье не делается предположений о разнице между ними; этот вопрос следует решать на основе расчётов производителя для фактических условий.
Оценка по грунту: в рыхлых и скальных породах акценты разные
Рыхлые грунты
В документации прямо указано, что WR300SE подходит для рыхлых грунтов и скальных пород. В грунтах, глинах, песках и песчано-гравийных слоях можно применять промывку буровым раствором для поддержания устойчивости стенок скважины. Основное внимание при строительстве в таких грунтах, согласно документации, уделяется устойчивости скважины, а не скорости; типичные проблемы — обрушение, сужение диаметра и прихват бурового снаряда, поэтому приоритет следует отдавать циркуляции раствора, обсадке и защите стенок. Что касается мощности, то в рыхлых слоях при небольшом диаметре и обычной глубине стандартная мощность 73 кВт попадает в соответствующий документации диапазон; если же долгосрочно ведётся бурение крупного диаметра в песчано-гравийных слоях, продолжительная нагрузка на вращение и циркуляцию раствора возрастает, и необходимо согласовать с производителем запас мощности.
Выветрелые и монолитные скальные породы
При переходе в выветрелые породы, известняк, песчаник или другие относительно монолитные скальные породы можно комплектовать погружной пневмоударник и компрессор в зависимости от твёрдости и диаметра. В этом случае потребность в мощности касается не только вращения, но и возможностей пневматического бурения. При бурении твёрдых пород следует обращать внимание на смазку пневмоударника, износ долота, расход воздуха и вынос шлама, чтобы предотвратить накопление буровой мелочи на забое и падение эффективности.
Рабочие параметры погружного пневмоударника из документации: рекомендуемое рабочее давление 1,2–3,5 МПа, расход воздуха 16–55 м³/мин, возможна комплектация пневмоударниками средне- и высокого давления. При выборе компрессора нельзя ориентироваться только на давление — необходимо учитывать диаметр, буровые штанги, типоразмер пневмоударника, твёрдость породы и высоту над уровнем моря; недостаточная производительность обычно напрямую влияет на эффективность удара и вынос шлама. Компрессор и двигатель буровой установки — две отдельные системы; выбор буровой установки 85 кВт не означает автоматического решения проблемы производительности компрессора, при закупке следует подтверждать оба условия как единый комплекс.
Оценка по условиям строительства: высота над уровнем моря, непрерывная работа и окружающая среда
В разделе о мощности документация указывает: для проектов с преобладанием обычных диаметров и обычных грунтов стандартная мощность помогает контролировать стоимость оборудования; если проект долгосрочно работает с большим диаметром, твёрдыми породами или на большой высоте, можно оценить более мощную конфигурацию. Здесь большая высота указана наравне с большим диаметром и твёрдыми породами, что говорит о том, что в условиях пониженной плотности воздуха и ограниченной отдачи мощности запас мощности заслуживает большего внимания.
В документации не приведены значения коррекции мощности WR300SE для разных высот, а также данные о снижении мощности при высоких или низких температурах. Если проект находится на большой высоте или в зоне экстремальных температур, у производителя следует уточнять не то, «хватит ли обязательно 85 кВт», а доступную отдачу и способность охлаждения данной конфигурации при целевой высоте и температуре.
Учитывайте технологию, буровые штанги и вспомогательные системы в оценке мощности
WR300SE поддерживает буровые штанги 3 м и 6 м, рекомендуемый диаметр штанг 89/102 мм. Штанги 6 м позволяют сократить число наращиваний и повысить эффективность непрерывного бурения; при уменьшении числа наращиваний доля времени нахождения в режиме бурения в единицу времени возрастает, соответственно меняется и время продолжительной нагрузки на двигатель. Этот момент легко упустить при выборе конфигурации мощности.
В документации предусмотрены такие опции, как буровой насос, центробежный насос, генератор и пенный насос, и указано, что их следует подбирать в зависимости от основного способа бурения, электроснабжения на площадке, условий водоотведения и особенностей грунта, чтобы избежать лишних затрат на закупку и транспортных расходов. Приводятся ли опции в действие двигателем буровой установки или имеют независимый привод — это влияет на распределение нагрузки на основной двигатель; перед закупкой следует уточнять это по каждому пункту, а не сначала выбирать 73 кВт или 85 кВт, а потом дополнять комплектацию.
Перечень вопросов для уточнения у производителя перед закупкой
| Пункт уточнения | Что необходимо указать |
|---|---|
| Основной диаметр | На каком участке диапазона 105–325 мм долгосрочно сосредоточен проект, как часто встречается максимальный диаметр |
| Основной грунт | Доля рыхлых слоёв, выветрелых пород, монолитных скальных пород, зон дробления и трещиноватости |
| Технология бурения | Сочетание промывки раствором, погружного пневмоударника или других способов и условия переключения |
| Комплектация компрессором | Фактический выбор в диапазоне давления 1,2–3,5 МПа и расхода 16–55 м³/мин, кто поставляет |
| Конфигурация мощности | Пояснение применимости 73 кВт и 85 кВт в планируемых условиях |
| Условия окружающей среды | Влияние высоты, высоких или низких температур на мощность и охлаждение |
| Опции | Входят ли в комплектацию буровой насос, центробежный насос, генератор, пенный насос и каков источник их привода |
Не упустите другие соответствующие параметры помимо мощности
Мощность — лишь один из аспектов выбора WR300SE. Общая масса машины около 7,2 т, скорость передвижения 2,5 км/ч, максимальный угол подъёма ориентировочно 21°, гусеничное шасси подходит для сельских дорог, щебёночных площадок, строительных площадок и обычных неровных участков; ход гидравлических аутригеров 1,5 м используется для опоры оборудования и выравнивания площадки, на мягких грунтах следует добавлять подкладки. Усилие подъёма 15 т используется для спуска и подъёма буровых штанг, извлечения погружного пневмоударника и части работ с обсадными трубами; с увеличением глубины скважины возрастает собственный вес штанг и трение о стенки, поэтому в процессе работ следует постоянно следить за сопротивлением при подъёме. Эти параметры взаимосвязаны с выбором мощности, и при закупке их следует проверять в комплексе.
Справочная эффективность бурения в документации составляет 10–35 м/ч, при этом прямо указано, что фактическая скорость проходки зависит от грунта, диаметра, бурового инструмента, компрессора и способа работы; нельзя понимать скорость быстрой подачи 55 м/мин как фактическую скорость бурения. Аналогично, 73 кВт или 85 кВт сами по себе не определяют эффективность строительства скважины; итоговая эффективность бурения, глубина и результат должны определяться фактическими условиями на площадке.
Если условия проекта сосредоточены на обычных диаметрах и обычных грунтах, стандартная мощность 73 кВт является базовой конфигурацией согласно документации; если долгосрочно приходится работать с большим диаметром, твёрдыми породами или на большой высоте, следует включить 85 кВт в оценку и запросить у производителя пояснение с расчётом для фактических условий. В документации нет сравнительных данных по двум ступеням мощности в одинаковых условиях, поэтому решение о закупке не следует принимать только на основании цифр мощности.