Номинальные параметры WR500S: максимальная глубина бурения 500 м, диаметр бурения 105–400 мм, усилие подъема 30 т, двухрежимный крутящий момент вращения 11000/5500 Н·м, 6-метровые штанги, двигатель Yuchai 110 кВт. При покупке важно оценить не то, «велики ли» эти цифры, а достаточно ли их при фактическом диаметре скважины, глубине, компоновке бурового инструмента и технологии бурения в породах. В статье в порядке проверки описаны рабочие переменные для каждого параметра и данные, которые необходимо уточнить у производителя.
Сначала определите сочетание диаметра и глубины скважины, затем оценивайте крутящий момент и усилие подъема
Диапазон диаметров бурения WR500S составляет 105–400 мм, максимальная глубина — 500 м. Эти два предела не могут быть одновременно достигнуты в любом сочетании: чем больше диаметр, тем больше площадь кольцевого зазора для выноса шлама, возрастают сопротивление вращению и требуемый расход воздуха или промывочной жидкости; чем больше глубина, тем больше собственный вес колонны штанг, трение о стенки скважины и число спуско-подъемных операций. Перед покупкой следует описать проект несколькими комбинациями «диаметр скважины + проектная глубина + основные породы», а не только указывать 500 м.
- Для глубоких водяных скважин в сельской местности и небольшого водоснабжения поселков обычно характерны большая глубина при относительно ограниченном диаметре готовой скважины; необходимо особое внимание уделить весу колонны штанг на глубоких участках и запасу по усилию подъема.
- Если для орошения полей или водоснабжения рудника требуется большой дебит, диаметр скважины и типоразмер обсадных труб повышают требования к крутящему моменту вращения и способности выноса шлама.
- При высокой доле твердых пород на руднике следует включать в проверку степень трещиноватости пород, типоразмер погружного пневмоударника и расход компрессора.
Границы применимости двухрежимного крутящего момента 11000/5500 Н·м
Максимальный крутящий момент системы вращения WR500S составляет 11000/5500 Н·м при максимальной частоте вращения 75/150 об/мин. Режим низкой скорости и высокого крутящего момента используется для больших диаметров, твердых пород и повышенных нагрузок; режим более высокой скорости — на этапах бурения с относительно меньшим сопротивлением. При покупке необходимо уточнить:
- Попадает ли максимальный диаметр бурения по проекту в диапазон 105–400 мм, а также типоразмеры долот, погружных пневмоударников или бурового инструмента для вращательного бурения с промывкой, выбранные для этого диаметра.
- Описание буримости основных пород: гранит, известняк, песчаник, выветрелые породы, грунты, песчано-гравийные отложения.
- Планируемая технология бурения: DTH (погружным пневмоударником), вращательное с промывкой или комбинированная схема — промывка в верхней части, DTH в нижней.
В материалах приведены параметры возможностей системы вращения, но не указаны значения производительности для различных сочетаний диаметра и пород. Поэтому не следует напрямую понимать 11000 Н·м как возможность покрыть все глубины и все породы при диаметре 400 мм; следует опираться на расчеты производителя для конкретной компоновки бурового инструмента.
Усилие подъема 30 т необходимо проверять с учетом веса колонны штанг и обсадных труб
На глубинах 500-метрового класса собственный вес штанг, трение о стенки скважины и вес обсадных труб значительно возрастают; усилие подъема 30 т обеспечивает запас для спуско-подъемных операций, извлечения погружного пневмоударника и части работ с обсадными трубами. Перед покупкой рекомендуется систематизировать условия проверки в следующем порядке:
| Пункт проверки | Что необходимо уточнить у проекта или производителя |
|---|---|
| Типоразмер и длина штанг | WR500S поддерживает 6-метровые штанги; в материалах указан рекомендуемый диаметр штанг 89, необходимо уточнить полный диапазон опций; рассчитать общий вес полной колонны штанг для данной глубины. |
| Трение в скважине | Искривление, сужение, обвалы и глинистая корка дополнительно увеличивают сопротивление подъему; коэффициент трения в материалах не указан, его следует определять по условиям на месте. |
| Работы с обсадными трубами | Усилие подъема 30 т может использоваться для части работ с обсадными трубами; общий вес колонны, способ спуска и конструкция скважины требуют отдельного расчета. |
| Нештатные ситуации | В материалах прямо указано: при аномальном сопротивлении подъему следует сначала промыть скважину и оценить состояние стенок и бурового инструмента, избегая принудительного использования максимального усилия подъема. |
Влияние телескопической мачты и 6-метровых штанг на комплектацию при покупке
Буква S в WR500S означает телескопическую мачту. В транспортном положении габариты оборудования сокращаются, что облегчает погрузку, проезд по дорогам и перемещение между проектами; на площадке мачта раскладывается, обеспечивая непрерывную работу с 6-метровыми штангами и сокращая число наращиваний. При покупке необходимо также уточнить:
- Общий вес машины около 10,6 т, габариты примерно 6,52 × 1,85 × 2,51 м; необходимо заранее спланировать грузоподъемность транспортных средств, ограничения по ширине и высоте дорог, а также использование низкорамных платформ.
- На площадке следует предусмотреть пространство для раскладывания мачты и проверить фиксацию телескопической мачты, точки крепления оборудования и обвязку штанг.
- При использовании 6-метровых штанг необходимо обеспечить полное раскладывание и надежную фиксацию мачты; не допускается бурение с высокой нагрузкой при незафиксированной мачте или неровной площадке.
- При ежедневном обслуживании особое внимание следует уделять направляющим телескопической мачты, гидроцилиндрам, пальцам и фиксирующим элементам.
Сопутствующие требования к компрессору и системе промывки в зависимости от технологии бурения в породах
WR500S поддерживает бурение DTH погружным пневмоударником и вращательное бурение с промывкой. Для пневматического DTH рекомендуется рабочее давление 1,2–3,5 МПа и расход воздуха 16–55 м³/мин. При увеличении диаметра, твердости пород, глубины или высоты над уровнем моря требования к расходу компрессора возрастают; при выборе компрессора необходимо учитывать как давление, так и расход.
- В грунтах, глинах, песках и песчано-гравийных отложениях можно создавать устойчивый участок скважины с помощью промывки, обсадных труб или других мер стабилизации, а затем переходить к DTH бурению в породах.
- В зонах дробления возможны обвалы, утечки воздуха, прихваты и аномальный вынос шлама; следует по условиям на месте решать, применять ли пену или обсадные трубы.
- При входе в основной водоносный горизонт необходимо своевременно фиксировать его глубину и корректировать подачу воздуха, промывку и способ обсадки в зависимости от притока воды.
- Оборудование может комплектоваться по проекту шламовым насосом, центробежным насосом, генератором и пенным насосом; в проектах с преобладанием рыхлых отложений больше внимания уделяется системе промывки, в проектах с твердыми породами — компрессору и погружному пневмоударнику.
Перечень условий и комплектации, который следует получить перед покупкой
Если оформить приведенную ниже информацию в виде запроса, вероятность получить выполнимое предложение по комплектации выше, чем при простом запросе «буровая установка для водяных скважин 500 м»:
- Проектная глубина скважины, диаметр готовой скважины, начальный и конечный диаметры, необходимость обсадки.
- Послойное описание верхних отложений и нижних пород, примерное положение водоносного горизонта и ожидаемый приток воды.
- Планируемое сочетание технологий, а также давление и расход имеющегося или планируемого компрессора.
- Типоразмер и общая длина штанг, типоразмеры погружного пневмоударника и долот, максимальный вес отдельного поднимаемого элемента.
- Дорожные условия, несущая способность площадки и способ перемещения для проверки пригодности машины весом 10,6 т, преодоления подъема 21° и гидравлических опор 1,6 м.
- Потребность в опциях: шламовый насос, центробежный насос, генератор, пенный насос и др.
В материалах не указаны фактическая производительность бурения WR500S при различных диаметрах и породах, коэффициенты запаса по крутящему моменту и усилию подъема; их должен рассчитывать производитель с учетом компоновки бурового инструмента и гидрогеологических условий на месте. Окончательная глубина скважины должна определяться местной гидрогеологией и положением водоносного горизонта; 500 м — это номинальный предел оборудования, а не означает, что каждую скважину нужно бурить до 500 м.