Темп работ в сезон орошения полей отличается от одиночного глубокого проекта: скважин много, глубина обычно в пределах 200 метров, геологические условия не обязательно одинаковы на каждой, но на каждой скважине необходимо заново пройти весь цикл операций. В материалах WR200SE указано: «максимальная глубина бурения 200 м, диаметр бурения 140–254 мм, справочная скорость бурения 10–35 м/ч» — эти значения относятся к этапу бурения. Фактически сроки определяют другие операции до и после бурения, а также число их повторений на множестве скважин. Ниже операции рассматриваются в порядке от прибытия на объект до ухода с него; используются только опубликованные на данном сайте материалы на продукт, а части, не охваченные документацией, отмечены отдельно.
1. Прибытие и позиционирование
WR200SE имеет гусеничную конструкцию, масса машины около 4,7 т, габаритные размеры примерно 3950 × 1750 × 2250 мм, скорость передвижения около 2,5 км/ч. Эти цифры вместе описывают конкретный процесс прибытия: разгрузку с транспортного средства, перемещение по сельской или полевой дороге к скважине, а затем позиционирование на точке.
На этом этапе задействуются две возможности: ходовая часть и выносные опоры. Ход выносной опоры 1,4 м используется для опоры и выравнивания на неровной площадке; в материалах не указаны конкретные требования к несущей способности грунта, лишь отмечено, что при необходимости можно добавить подкладки. Сельскохозяйственные поля до и после сезона орошения существенно различаются по плотности; устойчивость точек опоры и возможный перекос мачты после подъёма необходимо оценивать на месте, нельзя полагаться только на величину хода опор.
2. Забуривание и верхний покровный слой
В материалах описание верхних отложений следующее: в грунтах, глинах, песках или песчано-гравийных слоях применение погружного пневмоударника не всегда является оптимальным решением; в рыхлых покровных отложениях возможны обрушение стенок, прихват бурового снаряда и увеличение диаметра скважины, поэтому верхний интервал следует предварительно обрабатывать с применением обсадных труб, бурового раствора или других способов стабилизации стенок.
Этому этапу соответствуют операции забуривания и крепления стенок; со стороны оборудования доступны диаметр бурения 140–254 мм и буровые штанги 76 / 89 мм. Какой диаметр выбрать — в материалах дан диапазон, а не готовый вывод, и указано: «для сельскохозяйственных скважин, требующих длительной откачки, перед началом работ следует определить диаметр скважины, фильтровую колонну и тип насоса исходя из ожидаемого дебита, а не стремиться просто к большему диаметру». Этот этап отличается от бурения по скальным породам по технологии, и последовательность операций нужно определять заранее.
3. Бурение и наращивание штанг
После входа в скальные породы вращение и подача выполняются непрерывно. Для ориентира можно использовать следующие значения: крутящий момент вращения 3400–4700 Н·м, скорость вращения 45–70 об/мин, скорость быстрого подъёма 30 м/мин, скорость быстрой подачи 60 м/мин, усилие подъёма 13 т.
Операция наращивания штанг ограничена двумя параметрами длины: длина одного хода телескопической мачты 3,3 м, возможны буровые штанги 1,5 м, 2,0 м и 3,0 м. Сочетание штанги 3,0 м с ходом подачи 3,3 м определяет, какое расстояние можно пройти за одно наращивание; при использовании штанг 1,5 м число наращиваний соответственно возрастает. В материалах не приведена количественная зависимость между различными комбинациями штанг и вспомогательным временем; указано лишь, что быстрое подъём и быстрая подача используются для перемещения силового вертлюга и операций со штангами в нерабочем режиме, что позволяет сократить вспомогательное время на погрузку и разгрузку штанг.
Справочная скорость бурения 10–35 м/ч указана в материалах, но там же отмечено: фактическая скорость проходки в скальных породах зависит от свойств породы, погружного пневмоударника, буровой коронки и возможностей компрессора. Эти значения являются справочным диапазоном и не могут быть напрямую пересчитаны в срок сооружения одной скважины.
Роль системы подачи воздуха на этом этапе
Справочное рабочее давление 1,7–2,5 МПа, расход воздуха 17–31 м³/мин. В материалах отмечено, что при увеличении диаметра скважины, повышении твёрдости пород или росте высоты над уровнем моря обычно требуется более высокая производительность; недостаточная мощность компрессора напрямую влияет на частоту ударов, вынос шлама и эффективность бурения. Компрессор не входит в состав буровой установки; при подборе его необходимо отдельно проверять по целевому диаметру, глубине скважины и свойствам пород.
4. Работа после входа в водоносный горизонт
В материалах по этому этапу сказано: после входа в водоносный горизонт приток воды изменяет условия выноса шлама и работу погружного пневмоударника; следует корректировать подачу воздуха компрессором и способ очистки скважины в соответствии с фактическим дебитом, а также своевременно фиксировать глубину водоносного горизонта. Перед креплением скважины необходимо также с учётом характеристик водоносного горизонта рационально расположить обсадные трубы, фильтровую колонну и водоизолирующую конструкцию.
Для оросительной скважины этот этап определяет, как впоследствии устанавливать обсадные трубы и фильтры. Со стороны оборудования можно обеспечить запас по глубине и диаметру (200 м, 140–254 мм); конструкция обсадной колонны, положение фильтров и способ водоизоляции относятся к проектированию скважины, и в материалах дано только направление, без конкретных решений.
5. Крепление скважины, спуск труб и промывка
В материалах по этапу крепления скважины основное условие оборудования — усилие подъёма 13 т, которое может использоваться для обычного спуска и подъёма бурового снаряда, операций со штангами и части работ с обсадными трубами, а также лебёдка с усилием подъёма 1,5 т (вспомогательная). Для этапа спуска обсадных труб в материалах не указаны конкретные диаметры и длина отдельных труб, а также технологические параметры крепления, применимые к оросительным скважинам; эту часть необходимо уточнять отдельно по проекту.
Промывка скважины в предоставленных материалах не имеет соответствующих параметров или описания операций, поэтому в данной статье её содержание не раскрывается.
6. Перемещение и следующая скважина
Особенность сезона орошения — разбросанность скважин и относительно фиксированный объём работ на одну скважину. Этап перемещения опирается на возможности гусеничного шасси: скорость передвижения около 2,5 км/ч, максимальная преодолеваемая крутизна справочно 30°. В материалах также указано, что при перемещении по склону следует понижать центр тяжести, убирать мачту и проверять условия сцепления с грунтом; фактическая безопасная преодолеваемая крутизна должна оцениваться по состоянию площадки.
В материалах есть ещё одно указание по выбору места, которое стоит привести на этом этапе: при производстве работ следует рационально определять положение скважины на основе местных данных о подземных водах, избегая компенсации ошибок выбора места только за счёт увеличения глубины бурения. Чем плотнее расположены скважины и чем изменчивее геологические условия, тем сильнее это влияет на порядок перемещения.
Операции одного сезона орошения в одной таблице
| Операция | Соответствующие условия оборудования | Не охвачено материалами |
|---|---|---|
| Прибытие и позиционирование | 4,7 т, 3950 × 1750 × 2250 мм, 2,5 км/ч, ход выносной опоры 1,4 м | Конкретные требования к несущей способности грунта, условия подкладок |
| Забуривание и верхний покровный слой | Диаметр бурения 140–254 мм, буровые штанги 76 / 89 мм | Конкретный выбор способа крепления стенок и расход |
| Бурение по скальным породам и наращивание штанг | Крутящий момент 3400–4700 Н·м, скорость вращения 45–70 об/мин, ход подачи 3,3 м, штанги 1,5 / 2,0 / 3,0 м | Вспомогательное время при различных комбинациях штанг |
| Система подачи воздуха | Рабочее давление 1,7–2,5 МПа, расход воздуха 17–31 м³/мин | Расчёт производительности для конкретного диаметра и глубины скважины |
| Водоносный горизонт и крепление скважины | Усилие подъёма 13 т, лебёдка 1,5 т | Типоразмеры обсадных труб, расположение обсадной и фильтровой колонн |
| Промывка скважины | В материалах не рассматривается | Весь процесс |
| Перемещение | 2,5 км/ч, справочная преодолеваемая крутизна 30° | Предельные значения для конкретных условий: мягкий грунт, склоны и т.п. |
Эту таблицу следует использовать не для того, чтобы поставить в соответствие каждой операции параметр, а для того, чтобы увидеть, какие операции имеют опорные параметры, а какие не имеют соответствующих пунктов в материалах. Для частей с параметрами можно проверить достаточность конфигурации по значениям; для частей без параметров необходимо отдельное уточнение на этапе подбора оборудования и планирования прибытия.
Вопросы, не освещённые в материалах и требующие отдельного уточнения
- Конкретные операции промывки скважины и степень участия оборудования в материалах не упоминаются.
- Диаметр и длина отдельных обсадных труб, которые могут быть использованы, в материалах не указаны.
- Способ комплектации фильтровой колонны и насоса при обычных для оросительных скважин диаметрах: в материалах лишь указано, что это необходимо определить до начала работ.
- Фактическое время сооружения одной скважины при определённом сочетании пород: в материалах дана справочная скорость бурения 10–35 м/ч, которая не подлежит прямому пересчёту.
- Число наращиваний и вспомогательное время для различных комбинаций длины штанг: количественная зависимость в материалах не приведена.
- Ежедневные проверки перед началом работ перечислены в материалах как проверка гидравлических линий, вращающегося вертлюга, лебёдки, гусениц, мачты и соединений штанг; конкретные критерии проверки требуют отдельного уточнения.
В сезон орошения несколько скважин бурятся подряд; сами операции не сложны, сложность в том, обеспечены ли условия для каждой операции до начала работ. Для частей, охваченных параметрами, следует руководствоваться таблицей параметров; для частей, не охваченных параметрами, необходимо чётко уточнить всё до прибытия на объект.