Закупка 260-метровой гусеничной буровой установки для водяных скважин WR260: как определить соответс

WR260 относится к 260-метровому классу гусеничных полностью гидравлических буровых установок для водяных скважин. Чтобы определить, соответствуют ли ее диаметр 140–305 мм и усилие подъема 15 т проекту, нельзя смотреть только на максимальную глубину бурения — необходимо последовательно проверить диаметр скважины, предполагаемую глубину, положение водоносного горизонта и тип пород, а затем убедиться, что мощность, компрессор, буровой инструмент и технология стабилизации скважины могут быть подобраны в комплекте. Ниже приведена информация только на основе открытых данных о продукте WR260; там, где обоснований недостаточно, прямо указано, что требуется уточнение у производителя.

Сначала определите три условия эксплуатации, затем говорите о соответствии параметров

Перед закупкой необходимо определить три полевых условия: проектный диаметр скважины (включая наружный диаметр обсадной трубы и фильтра), предполагаемую глубину готовой скважины и интервал глубин основного водоносного горизонта. Эти три пункта определяют, будет ли оборудование работать в пределах своих возможностей или длительно находиться в граничных условиях. Открытые параметры WR260 — максимальная глубина бурения 260 м и диаметр бурения 140–305 мм, поэтому глубину и диаметр скважины следует оценивать с учетом того, что «при приближении к верхнему пределу запас уменьшается», а не просто отмечать верхний предел как выполнимый.

• Чем ближе диаметр скважины к 305 мм, тем выше обычно требуемый расход воздуха, нагрузка на вращение и сложность удаления шлама, поэтому соответствие компрессора должно быть более надежным.
• Чем ближе глубина скважины к 260 м, тем больше собственный вес буровых штанг и трение о стенки скважины, поэтому сопротивление при подъеме, эффективность очистки скважины и износ бурового инструмента заслуживают большего внимания.
• Положение водоносного горизонта определяет фильтровую трубу, конструкцию водоизоляции и технологию завершения скважины; нельзя заменять предварительное определение воды простым увеличением глубины скважины.

Каким потребностям завершения скважины соответствует диаметр 140–305 мм

Диаметр бурения WR260 охватывает 140–305 мм. В материалах указано, что этот диапазон может соответствовать различным конфигурациям обсадных труб и погружных насосов, но конкретный диаметр должен определяться наружным диаметром обсадной трубы, толщиной фильтрующего слоя, типом водоносного горизонта и требуемым дебитом.

• Если диаметр скважины слишком велик, увеличивается количество шлама, которое необходимо удалять в единицу времени, что повышает требования к расходу компрессора, скорости восходящего потока и ритму очистки скважины.
• Если диаметр скважины слишком мал, ограничивается пространство для спуска обсадной трубы и погружного насоса, а также усложняется обслуживание и промывка после завершения скважины.
• В материалах не приведена таблица соответствия рекомендуемых размеров обсадных труб различным диаметрам; этот вопрос следует решать на основе гидрогеологических данных проекта и проекта завершения скважины.

Следует отметить, что в таблице параметров на данном сайте указан только диапазон диаметров 140–305 мм и не приведены рекомендуемые комбинации каждого диаметра с соответствующим пневмоударником и долотом; при закупке производитель должен подтвердить их в соответствии с фактическим проектом завершения скважины.

Как рассчитать запас по глубине бурения 260 м и глубине скважины

260 м — это открытая максимальная глубина бурения WR260. В реальном проекте «глубина скважины» часто включает интервал покрывающих пород, скальный интервал, водоносный интервал и интервал отстойника, поэтому нельзя напрямую приравнивать проектную глубину забора воды к глубине бурения.

• Если проектная глубина скважины близка к 260 м, сопротивление при подъеме, износ резьбы буровых штанг и состояние удаления шлама с большей вероятностью станут ограничивающими факторами.
• Справочная эффективность бурения в материалах составляет 10–35 м/ч; полевые результаты заметно меняются в зависимости от породных условий, и нельзя напрямую использовать это значение для расчета продолжительности одной скважины.
• Если проекту требуются более глубокие скважины или длительная работа на глубоких интервалах, следует пересмотреть класс оборудования, а не полагаться на разовое достижение параметров.

На каких этапах работает усилие подъема 15 т

Усилие подъема WR260 составляет 15 т; в открытых материалах указано, что оно может использоваться для обычного спуска и подъема бурового снаряда, обработки штанг, извлечения пневмоударника и части операций с обсадными трубами. По мере углубления скважины собственный вес буровых штанг и трение о стенки увеличиваются; достаточность усилия подъема зависит от веса буровой колонны, стабильности стенок скважины и эффективности очистки.

• При появлении устойчиво аномального сопротивления подъему следует сначала очистить скважину и проверить стенки и буровой инструмент, а не пытаться сразу преодолеть его максимальным усилием подъема — это операционный принцип, прямо указанный в материалах.
• Применимость операций с обсадными трубами зависит от их типоразмера, глубины спуска и состояния стенок скважины; в материалах не указан верхний предел типоразмера обсадных труб, которые можно спускать.
• Усилие вспомогательной лебедки составляет 1,5 т и используется для перемещения пневмоударника, буровых штанг, инструмента для обсадных труб и части вспомогательного оборудования на площадке; оно не предназначено для тех же задач, что и основное усилие подъема.

Взаимосвязь крутящего момента вращения, одного хода подачи и способа бурения

WR260 использует способ бурения DTH-пневмоударником, крутящий момент вращения 4000–5300 Н·м, скорость вращения 45–70 об/мин, может комплектоваться буровыми штангами 76 мм или 89 мм и распространенными пневмоударниками. Длина одного хода подачи 3,3 м позволяет использовать штанги 1,5 м, 2 м и 3 м. Указанные в материалах скорости быстрого подъема 24 м/мин и быстрой подачи 40 м/мин предназначены для операций со штангами и возврата силовой головки и не равны фактической скорости проходки в породе.

При бурении DTH справочные значения рабочего давления воздуха составляют 1,7–2,5 МПа, расход воздуха 17–31 м³/мин. Недостаточный расход компрессора приводит к недостаточной энергии удара пневмоударника и трудностям с удалением шлама; при увеличении диаметра, повышении твердости пород или росте высоты над уровнем моря обычно требуется более достаточный расход воздуха. При закупке этот пункт необходимо проверять вместе с характеристиками компрессора, а не рассматривать только параметры самой буровой установки.

Влияние водоносного горизонта и породных условий на оценку соответствия

После входа в водоносный горизонт подземная вода изменяет работу пневмоударника и удаление шлама; следует корректировать подачу воздуха и способ очистки скважины в зависимости от притока воды и фиксировать глубину основного водоносного горизонта. При официальном завершении скважины также необходимо расположить обсадные трубы, фильтры и водоизоляционные конструкции в соответствии с положением водоносного горизонта. Следующие породные условия напрямую влияют на оценку «соответствия диаметра и усилия подъема»:

• Почвенный слой, глина, песок и песчано-гравийные покрывающие отложения: прямое использование пневмоударника может вызвать обрушение и заклинивание бурового снаряда; следует выбирать обсадку, буровой раствор или другие методы стабилизации в зависимости от пород, сначала создавая устойчивый устьевой и верхний интервал скважины.
• Выветрелые породы и перемежающиеся мягкие и твердые породы: возможны вывалы и сужение диаметра; скорость бурения может быть высокой, но стабильность не обязательно идеальной; при необходимости следует использовать обсадку для защиты верхнего неустойчивого интервала.
• Зоны дробления и трещиноватые породы: возможны вывалы, утечки воздуха и прихваты; следует снизить слишком быструю подачу, поддерживать непрерывное удаление шлама и очистку скважины.
• Карстовые полости, трещины и зоны сильных утечек воздуха: давление и расход компрессора могут неэффективно передаваться на забой; в материалах указано, что может потребоваться пена, обсадка, увеличение расхода воздуха или смена метода работ.

В таких условиях фактически доступные диаметр и глубина могут быть ниже номинальных пределов оборудования; при обсуждении закупки следует предоставить производителю достоверную информацию о породных условиях.

Сопоставление основных открытых параметров WR260

Пункты, которые необходимо уточнить у производителя перед закупкой

• Для целевого диаметра и предполагаемой глубины скважины предоставить компоновку бурового инструмента, типоразмер пневмоударника и рекомендуемый расход компрессора для данных условий.
• Мощность, напряжение и способ управления опционального электропривода; в материалах конкретные значения не приведены, следует руководствоваться официальной конфигурацией.
• Фактическое значение отметки 2,73 м, а также габариты машины в транспортном положении и способ погрузки.
• Диапазон типоразмеров и глубин спуска обсадных труб в различных породных условиях.
• Различия в проектировании завершения скважин для разных целей: сельскохозяйственное орошение, сельское водоснабжение, водяные скважины в горнодобывающих районах и т. д.
• Породные условия и методика испытаний, соответствующие справочной эффективности бурения 10–35 м/ч, чтобы избежать прямого переноса на местные породы.

Что уже отмечено в материалах по обслуживанию и эксплуатации

Перед ежедневными работами следует проверять двигатель, гидросистему, вращательную головку, мачту, лебедку и рукава высокого давления; во время работы наблюдать за давлением воздуха, удалением шлама, возвратом воды и температурой оборудования; после окончания очищать от бурового раствора и пыли, проверять резьбу буровых штанг, смазку пневмоударника и гидравлические соединения. При частых переездах следует также проверять гусеницы и точки крепления для погрузки. При переезде оборудования необходимо складывать мачту и оценивать устойчивость откосов и несущую способность грунта; перед началом бурения следует обеспечить устойчивость машины, на мягких грунтах необходимо добавлять подкладки.

Поскольку фактические геологические условия, инструмент в скважине, угол бурения и способ работы различаются, окончательная эффективность бурения, глубина и результат завершения скважины должны определяться полевыми условиями. Вышеизложенное не является гарантией результата завершения скважины для конкретного проекта; решение о закупке рекомендуется принимать на основе местных гидрогеологических данных и официальной технической документации производителя.