Сначала ответим прямо: в материалах по модели WRTR1000 мачта указана как «60-тонная гидравлическая телескопическая мачта K-типа», то есть она является штатной составной частью этого продукта 1000-метрового класса, и не существует варианта той же модели «с мачтой или без неё». Вопрос не в том, нужна ли она, а в том, почему роторный буровой станок 1000-метрового класса пришёл к необходимости телескопической конструкции. Если читать параметры мачты вместе с буровым инструментом и шасси, ответ становится довольно определённым.
Разложим вопрос на три уровня
«Обязательно ли оснащать телескопической мачтой» включает как минимум три разных вопроса: предлагается ли для этой модели версия без телескопической мачты; обязательно ли для глубины бурения 1000 м полагаться на телескопическую конструкцию; решает ли телескопическая мачта проблему технологического процесса или проблему транспортировки. Ответы на эти три вопроса различаются, и при смешивании легко получить расплывчатое «зависит от обстоятельств».
- На уровне модели: в материалах WRTR1000 в графе мачты указан только один вариант — 60-тонная гидравлическая телескопическая мачта K-типа, альтернативная не телескопическая конфигурация не приведена.
- На уровне класса: необходимо сопоставить высоту мачты, полезную высоту, нагрузку и длину применяемых бурильных труб.
- На уровне назначения: следует различать, происходит ли телескопическое действие при спуско-подъёме бурильной колонны или при транспортировке и подъёме/опускании мачты.
Высота мачты 19,5 м и ведущая штанга 12,192 м
Общая высота мачты WRTR1000 составляет 19,5 м, полезная высота — 18,482 м. Разница между этими значениями чуть более 1 м приходится на верхнюю конструкцию мачты и нижнее соединение; для хода подъёма реально используется именно полезная высота.
В комплекте бурового инструмента ведущая штанга имеет размеры 108 × 108 × 12192 мм, стандартная бурильная труба — 89 × 9400 мм, также доступны три диаметра: 89 / 114 / 127 мм. Если поместить ведущую штангу 12,192 м в полезную высоту 18,482 м, остаток приходится на суммарную высоту крюка, вертлюга, серьги и замка одиночной бурильной трубы — эта часть в материалах не расписана по пунктам, поэтому невозможно напрямую из высоты мачты вывести, сколько труб можно поднять за один рейс; можно лишь утверждать, что по длине имеется запас.
Полезная высота — это не рабочий ход подъёма
Число «полезная высота 18,482 м» легко принять за чистый ход талевой системы. Фактический рабочий ход должен дополнительно вычитаться на длину крюка, вертлюга и самого инструментального набора. В материалах приведены размеры конструкции мачты, но не указан диапазон рабочего хода талевой системы внутри мачты, поэтому нельзя напрямую принимать 18,482 м за длину бурильной колонны, поднимаемой за один рейс.
На какие условия приходится нагрузка 60 т
Максимальная нагрузка мачты 60 т, номинальные нагрузки крюка и вертлюга той же модели также 60 т. Совпадение трёх значений показывает, что ограничение для глубоких интервалов сведено к одной линии: сможет ли спуско-подъём завершиться в пределах 60 т после сложения собственного веса бурильной колонны, веса обсадной трубы и трения о стенки скважины.
В скважинах 1000-метрового класса вес бурильной колонны монотонно растёт с глубиной. Несущая способность мачты на этом уровне не является дополнительным пунктом, а стоит в одном ряду с крутящим моментом ротора и усилием подъёма лебёдки. Следует отметить, что 60 т — это номинальная нагрузка, а не запас, при котором можно продолжать подъём после появления аномального сопротивления; в материалах также не приведены значения для аварийных ситуаций вроде прихвата — это относится к области оценки по условиям в скважине на месте.
Слово «телескопическая» относится к транспортному положению
Действие гидравлической телескопической конструкции K-типа можно рассматривать отдельно в двух состояниях.
- Рабочее состояние: мачта поднята, обеспечивает полезную высоту 18,482 м и нагрузку 60 т, поддерживает работу с длинной бурильной колонной и обсадными трубами.
- Транспортное состояние: мачта может уменьшить часть рабочей высоты и перевозиться вместе с прицепным шасси.
В исходном тексте материалов сказано «в транспортном состоянии уменьшается часть рабочей высоты», но не приведены транспортная высота после складывания, транспортная длина или предельные габариты. Это означает, что можно подтвердить изменение транспортного состояния за счёт телескопирования, но нельзя на основании этого выводить конкретные габариты для перевозки по дорогам общего пользования, а также нельзя заключать, полностью ли мачта укладывается в транспортном положении. При необходимости такие значения следует уточнять у поставщика отдельно.
Прицепное шасси определяет необходимость изменения положения мачты
WRTR1000 — это прицепная платформа, на которой буровая мачта, ротор, двойная лебёдка, буровой насос BW1200/7, дизель Cummins мощностью 269 кВт и вспомогательный генератор 50 кВт размещены на одном шасси. Чтобы весь комплекс мог перемещаться между рудниками, фермами, геотермальными полями и удалёнными проектами водяных скважин, мачта должна складываться при транспортировке и подниматься на месте. С другой стороны, если бы это было полностью стационарное оборудование буровой площадки, транспортировка не выполнялась бы всем комплексом, и необходимость телескопирования мачты определялась бы уже по другой причине.
Если заменить на фиксированную мачту, где возникнут издержки
Предположим, что телескопическая конструкция не применяется; можно, опираясь на параметры, вывести три непосредственно затронутых места, но следует понимать, что это выводы из имеющихся параметров, а не оценка конкретного оборудования.
| Этап | Текущие параметры | Что придётся решать заново без телескопирования |
|---|---|---|
| Перевозка комплекса | Прицепное шасси объединяет все системы | Рабочую высоту мачты в транспортном положении нельзя уменьшить, возрастает сложность проверки дорожных ограничений по высоте, несущей способности мостов и радиуса поворота |
| Подъём и опускание мачты | Гидравлическая телескопическая мачта K-типа | Отсутствует гидравлическое действие, для подъёма и опускания мачты требуется отдельно организовывать такелажные или иные работы |
| Работа с длинной бурильной колонной в глубокой скважине | Полезная высота 18,482 м, стандартная бурильная труба 9,4 м | Сама высота мачты не меняется, но изменение условий транспортировки и подъёма/опускания влияет на организацию работ с той же длинной бурильной колонной на площадке |
Третью строку таблицы легко ошибочно понять как «телескопирование влияет на эффективность бурения». Судя по материалам, телескопирование изменяет положение мачты, а не её высоту и нагрузку после подъёма; эффективность бурения и спуско-подъёма в большей степени определяется полезной высотой, усилием подъёма лебёдки и длиной бурильных труб.
На том же уровне реально ограничивается длина бурильной колонны
Если перенести внимание с типа мачты на длину бурильных труб, становится виден более ясный компромисс: стандартная бурильная труба 9,4 м и ведущая штанга 12,192 м сокращают число наращиваний в глубокой скважине 1000 м, одновременно повышая требования к пространству внутри мачты, организации такелажных работ и длине транспортировки. Телескопическая мачта в этом сочетании играет роль, позволяющую совместить работу с длинной бурильной колонной и перевозку всего комплекса, а не является просто заменой понятия «высокая мачта».
В материалах также указаны тяговое усилие основной лебёдки на одной струне 90 кН, вспомогательной лебёдки на одной струне 50 кН, ёмкость барабанов обеих лебёдок 160 м. Основная и вспомогательная лебёдки раздельно выполняют работу с бурильной колонной, вспомогательные операции с обсадными трубами и такелаж на площадке. Нагрузка мачты 60 т, крюка 60 т, вертлюга 60 т и эти две лебёдки вместе образуют полную цепочку работы с длинной бурильной колонной в глубокой скважине; рассмотрение любого элемента по отдельности недостаточно для оценки рабочих возможностей.
На какие вопросы материалы не отвечают
Следующие пункты в материалах нашего сайта о WRTR1000 отсутствуют; при необходимости уточнения следует обращаться к поставщику:
- Фактическая высота, длина и масса мачты в транспортном положении;
- Вспомогательное оборудование и габариты площадки, необходимые для подъёма и опускания гидравлической телескопической мачты;
- Фактический рабочий ход талевой системы внутри мачты;
- Существует ли версия WRTR1000 без телескопической мачты;
- Требования к ежедневному осмотру телескопического действия и обслуживанию гидравлической системы.
До получения этой информации прямой переход от «обязательно ли оснащать телескопической мачтой» к «значит, нужно покупать с телескопированием» всё ещё требует одного шага. Обоснованное суждение таково: на прицепной платформе WRTR1000 1000-метрового класса телескопическая мачта K-типа, нагрузка 60 т, полезная высота 18,482 м и ведущая штанга 12,192 м идут комплектом, а телескопическое действие в основном служит перевозке всего комплекса и подъёму/опусканию мачты; что касается необходимости этого уровня для конкретного проекта, следует выводить из глубины и диаметра скважины, программы обсадки и условий перебазировки, а не делать вывод только по типу мачты.