В таблице параметров WR300SEL есть три значения, которые по отдельности понять несложно, но вместе их легко истолковать раздельно: подача 6,6 м за один ход, совместимость со штангами 1,5–6 м и усилие подъёма 18 т. Первые два говорят о длине, третье — о нагрузке; на первый взгляд они относятся к разным разделам. Однако когда дело доходит до реальной скважины, эти три параметра оказываются звеньями одной цепи: перед бурением сначала решают, какой длины штанги использовать; длина штанг, в свою очередь, ограничивает, можно ли полностью использовать ход подачи; чем длиннее бурильная колонна, тем больше её собственный вес, и усилие подъёма должно обеспечивать запас на операцию спуско-подъёма. В статье таблица параметров читается в порядке этой цепи, используются только опубликованные данные, а по частям, где количественные выводы не приведены, даются отдельные пояснения.
Сначала определим, что в таблице параметров означает «подача за один ход»
«Подача 6,6 м за один ход» описывает длину, на которую силовой вертлюг за один ход может продвинуть буровой инструмент; в сопроводительных материалах также указано, что могут использоваться штанги длиной 1,5 м, 2 м, 3 м и 6 м. Только рассматривая эти два поля вместе, можно установить их взаимосвязь: ход подачи должен покрывать длину одной штанги, чтобы после подачи до упора можно было присоединить следующую штангу, а не останавливаться на полпути.
Согласно этой взаимосвязи, штанга длиной 6 м укладывается в ход 6,6 м с запасом; для штанг 1,5 м, 2 м и 3 м после подачи в пределах одного хода остаётся свободный ход, и остаток хода нужно обрабатывать добавлением штанги или повторной подачей. В материалах не указан конкретный ритм операций наращивания для штанг разной длины, и это нельзя напрямую вывести из таблицы параметров.
Какую операцию меняет длина штанг
Чем короче штанги, тем больше наращиваний и разъединений требуется для одной и той же глубины скважины. Например, при глубине 300 м, если использовать только 6-метровые штанги, одно наращивание примерно соответствует проходке 6 м; при переходе на 3-метровые штанги для той же глубины потребуется вдвое больше наращиваний и разъединений. Это соотношение следует из самой длины штанг, оно арифметическое и не зависит от геологических условий.
Наращивание и разъединение штанг относится к вспомогательным, а не буровым операциям, занимает рабочее время, и с увеличением глубины скважины длина свечи и количество операций при каждом наращивании также меняются. В таблице параметров не указано время на одно наращивание или разъединение штанг, поэтому «сколько вспомогательного времени можно сэкономить» нельзя напрямую получить в виде количественной цифры из этих материалов. Можно уверенно говорить о направлении: при одинаковой глубине скважины и одинаковых технологических условиях использование 6-метровых штанг требует меньше наращиваний, чем 3-метровых.
Диаметр штанг также указан в диапазоне совместимости
В материалах приведены доступные диаметры штанг: 76 мм, 89 мм и 102 мм — наряду с диапазоном длин 1,5–6 м. Длина и диаметр — это два независимых выбора, они не образуют взаимно однозначного соответствия. Более тонкие и более толстые штанги одинаковой длины имеют разный собственный вес, что переходит в обсуждение усилия подъёма в следующем разделе, но в материалах не указан вес на единицу длины для каждого диаметра, поэтому количественное сравнение здесь невозможно.
Что обеспечивает усилие подъёма 18 т
В таблице параметров усилие подъёма указано как 18 т; оно связано сверху с собственным весом бурильной колонны, а снизу — со спуско-подъёмными операциями и частью работ с обсадными трубами. С увеличением глубины скважины общий вес штанг, висящих под системой подъёма,Синхронно растёт, а трение о стенки скважины накапливается по мере удлинения интервала. Этот раздел должен охватывать сумму этих нагрузок, а не вес одной штанги.
Комбинация длинного хода и длинных штанг предъявляет здесь более чёткие требования: за один раз присоединяется более длинная штанга, и при одном спуско-подъёме под системой может висеть более длинная бурильная колонна. В материалах не приведены конкретные значения нагрузок для разных глубин и сочетаний диаметров штанг, а также не указана доля запаса, соответствующая 18 т для определённой глубины и определённого сочетания бурового инструмента. Поэтому на вопрос «достаточно ли 18 т при глубине скважины 300 м со штангами 102 мм» нельзя ответить только по этой таблице параметров — требуется отдельный расчёт с учётом фактического веса бурового инструмента и условий в скважине.
Помимо усилия подъёма, для той же операции есть сопутствующие параметры
С спуско-подъёмными операциями связаны ещё два значения из материалов: быстрое подъём 22 м/мин и быстрая подача 40 м/мин, а также вспомогательная лебёдка 2 т. Быстрый подъём и быстрая подача относятся к скорости вспомогательных, не буровых операций; вспомогательная лебёдка может использоваться для перемещения штанг, погружных молотков и обсадных инструментов. Эти параметры вместе с усилием подъёма 18 т составляют комплект для операции спуско-подъёма, но каждый отвечает за свой участок, и 2 т вспомогательной лебёдки нельзя включать в расчёт основного усилия подъёма.
Рассмотрим три параметра в контексте одной скважины
Предположим, проект водяной скважины глубиной около 300 м, используются 6-метровые штанги, работа ведётся с подачей 6,6 м за один ход. Тогда цепь выстраивается так: ход подачи покрывает длину одной штанги, количество наращиваний рассчитывается по шагу 6 м; увеличение собственного веса бурильной колонны из-за длины штанг должно восприниматься усилием подъёма 18 т; вспомогательное время в процессе спуско-подъёма распределяется между быстрым подъёмом, быстрой подачей и вспомогательной лебёдкой.
Если перейти на 3-метровые штанги, звено «ход подачи покрывает одну штангу» всё ещё сохраняется, но количество наращиваний удваивается, доля времени на вспомогательные операции растёт, и состав нагрузки для усилия подъёма 18 т также меняется — за один спуско-подъём бурильная колонна короче, но общее число наращиваний и разъединений больше. Эти два варианта соответствуют разным способам организации работ, а не простому различию в эффективности.
Другие значения в таблице параметров, связанные с взаимосвязью
В том же материале есть ещё несколько параметров, которые затрагиваются этой цепью; они перечислены вместе для удобства проверки:
| Параметр | Данные | Связь с совместимостью штанг |
|---|---|---|
| Длина подачи за один ход | 6,6 м | Определяет длину штанг, покрываемую одним ходом |
| Длина штанг | 1,5 / 2 / 3 / 6 м | Влияет на количество наращиваний и распределение собственного веса бурильной колонны |
| Диаметр штанг | 76 / 89 / 102 мм | Вместе с длиной определяет вес бурильной колонны |
| Усилие подъёма | 18 т | Воспринимает собственный вес бурильной колонны, трение о стенки скважины и обсадные трубы |
| Быстрый подъём / быстрая подача | 22 м/мин / 40 м/мин | Влияет на время вспомогательных операций |
| Вспомогательная лебёдка | 2 т | Используется для перемещения штанг, погружных молотков и инструментов |
Эта таблица лишь подсказывает комбинационные связи и не означает, что между параметрами существуют формулы пересчёта. Таблица параметров даёт независимые значения, а взаимосвязь нужно выводить по операциям.
Вопросы, на которые эта таблица параметров не отвечает
- Разницу в количестве наращиваний при использовании 6-метровых и 3-метровых штанг для одной и той же скважины можно рассчитать по глубине, но время на одно наращивание и, соответственно, общую экономию времени материалы не приводят, поэтому количественный вывод сделать нельзя.
- Запас усилия подъёма 18 т для разных глубин и сочетаний диаметров штанг в материалах не представлен в виде таблицы.
- Вес на единицу длины для трёх диаметров штанг 76 мм, 89 мм и 102 мм в материалах не указан, поэтому по нему нельзя оценить собственный вес бурильной колонны.
- Фактические требования длинноходовой конфигурации к свободному пространству площадки и перемещению штанг в материалах даны только в виде общих указаний, без конкретных пороговых размеров площадки.
Эти пункты необходимо отдельно уточнять у поставщика на этапе выбора модели или выхода на площадку. Таблица параметров может определить соответствие между длиной и нагрузкой, но не заменяет расчёт нагрузки для конкретного сочетания бурового инструмента и условий по глубине скважины.