Если поставить рядом портативные разборные колонковые буровые установки класса 600 и 800 метров, самый очевидный вывод — «разница в 200 метров глубины бурения». Однако если смотреть только на эту цифру, большая часть различий во внутрискважинных операциях останется незамеченной. В материалах нашего сайта CR600P и CR800P — это модели двух классов глубины бурения в рамках одной конструктивной системы: у первой справочная глубина бурения NQ составляет 600 м, у второй — 800 м. При сопоставлении двух наборов опубликованных параметров видно, что различия фактически распределены по нескольким позициям: некоторые напрямую относятся к внутрискважинным нагрузкам, некоторые — к вспомогательным системам.
Сначала разберёмся, какую группу глубин бурения обозначает «класс»
Цифры в обозначении обеих установок соответствуют справочной глубине бурения по спецификации NQ, но по разным спецификациям значения расходятся не пропорционально. Три справочные глубины бурения CR800P: BQ 920 м, NQ 800 м, HQ 380 м. В материалах нашего сайта справочные глубины бурения CR600P по BQ и HQ не приведены, поэтому различия между ними по другим спецификациям в данной статье не делаются предположения, требуется сопоставление с полной таблицей параметров CR600P.
Это влияет на порядок оценки: если проект в основном ведётся по диаметру HQ, то только лишь по NQ 600 м и 800 м недостаточно, чтобы судить о разнице возможностей двух установок при данном диаметре; фактическую разницу по позиции HQ следует проверять отдельно.
Подача и подъём: группа, которую легче всего упустить на этапе средних и глубоких скважин
В опубликованных данных CR800P: усилие подачи 67 кН, усилие подъёма 130 кН, ход подачи 1,8 м, скорость подъёма 115 м/мин. По мере увеличения глубины скважины собственный вес буровых штанг и трение о стенки скважины одновременно возрастают; значение подъёмной способности заключается не только в нормальном подъёме бурового снаряда, но и в создании операционного запаса для работы с буровым снарядом на более глубоких интервалах.
При той же портативной разборной конструкции и использовании штанг длиной 1 м и 1,5 м, увеличиваются ли эти параметры синхронно у класса 600 и класса 800, зависит от конкретной конфигурации модели. Различия между партиями, фактическая компоновка внутрискважинного инструмента и угол бурения влияют на нагрузочные характеристики, поэтому нельзя обратно выводить усилие подъёма из пропорции глубины бурения.
Крутящий момент и частоту вращения вращателя следует читать вместе
Максимальный крутящий момент вращателя CR800P — 980 Н·м, максимальная частота вращения — 1200 об/мин, прямой привод шпинделя. В материалах эти параметры описаны как используемые в зависимости от типа породы: в цельных твёрдых породах разумная частота вращения и осевое давление поддерживают эффективность резания алмазной коронки; при переходе в трещиноватые, сильно выветрелые или обладающие высоким трением интервалы скважины следует соответственно снижать частоту вращения и подачу, чтобы предотвратить заклинивание коронки или заклинивание в скважине.
Крутящий момент и частота вращения — это возможности в двух разных направлениях, а не высокий и низкий уровень одной и той же позиции. Значения класса 800 по этим двум параметрам связаны с условиями высокого трения, с которыми он сталкивается на более глубоких интервалах скважины; нужен ли классу 600 такой же запас крутящего момента, зависит от типа пород в проекте и частоты спуско-подъёмных операций, а не от числового значения глубины бурения.
Канатоёмкость канатной лебёдки — это чёткая граница раздела
Канатная лебёдка CR800P использует стальной канат 6 мм, канатоёмкость 1000 м, скорость подъёма 116 м/мин, усилие подъёма на пустом барабане 11,5 кН, на полном барабане 5,6 кН. В материалах прямо указано, что канатоёмкость 1000 м оставляет определённый запас для колонкового бурения со съёмным керноприёмником класса 800 метров, что позволяет уменьшить ограничения при подъёме внутренней трубы в глубокой скважине.
Подъём внутренней трубы при бурении со съёмным керноприёмником — операция, выполняемая в каждом рейсе; недостаточная канатоёмкость означает уменьшение операционной гибкости на глубоких интервалах. Эта установка также оснащена гидравлическим зажимным патроном с максимальным усилием зажима 130 кН и проходным отверстием 54–127 мм — зажимной патрон и конфигурация лебёдки относятся к двум условиям одного и того же этапа операций; при выборе следует проверять их вместе, а не только спрашивать параметры лебёдки.
Блок промывочной жидкости связан с возвратом воды и выносом шлама
Буровой насос CR800P — плунжерный насос высокого давления с гидравлическим приводом, расход промывочной жидкости 100 л/мин, давление 7 МПа; частота вращения смесителя промывочной жидкости 1500 об/мин, производительность смешивания 1,2 м³/мин. В материалах приведено описание применения: при развитой трещиноватости, нестабильном возврате воды или большой длине транспортировки шлама в средних и глубоких скважинах более высокое давление промывочной жидкости способствует поддержанию циркуляции, но на практике всё равно следует регулировать его в соответствии с диаметром скважины, типом пород и потерями раствора, а не просто стремиться к высокому давлению насоса.
По мере увеличения глубины скважины путь возврата шлама вверх по кольцевому пространству удлиняется, что является ограничением на уровне системы промывочной жидкости. По какой величине настроена эта позиция у класса 600, необходимо уточнять по параметрам промывочной жидкости соответствующей модели; нельзя пересчитывать по разнице глубин скважины.
Привод и масса модулей: упускаемая сторона — доставка на площадку
Требования к мощности дизельного двигателя CR800P — ≥99 кВт, также возможна конфигурация с электродвигателями 22 кВт × 3, тип привода — дизельный/электрический. По справочной массе модулей: силовой блок 180–260 кг, блок управления 140 кг, блок гидравлического масла (с маслом) 160 кг, блок промывочной жидкости 95 кг, общая масса 1380 кг.
Ценность разборной конструкции заключается в доступности точек бурения и организации перестановки: силовой, управляющий, промывочный и буровой блоки транспортируются отдельно. Это означает, что повышение класса изменяет не только внутрискважинные параметры, но и перечень для транспортировки — какой блок самый тяжёлый, нужна ли дополнительная рабочая сила, сколько места оставить для площадки сборки в горах, — всё это следует проверять по массе каждого модуля. В материалах CR800P также указано, что после каждой сборки модулей следует проверять гидравлические быстроразъёмные соединения и крепёжные элементы.
Сравнительная таблица параметров
| Параметр сравнения | Опубликованное значение CR800P | Что нужно уточнить при сравнении |
|---|---|---|
| Справочная глубина бурения NQ | 800 м | Соответствующее значение класса 600 |
| Справочная глубина бурения BQ／HQ | 920 м／380 м | Значения класса 600 по тем же спецификациям |
| Угол бурения | 45°–90° | Совпадают ли диапазоны углов у обеих моделей |
| Усилие подачи／усилие подъёма | 67 кН／130 кН | Значения соответствующих позиций класса 600 |
| Максимальный крутящий момент／частота вращения | 980 Н·м／1200 об/мин | Конфигурация вращателя класса 600 |
| Канатоёмкость лебёдки | 1000 м (стальной канат 6 мм) | Спецификация каната и канатоёмкость |
| Расход／давление промывочной жидкости | 100 л/мин／7 МПа | Тип бурового насоса и класс давления |
| Общая масса | 1380 кг | Масса установки и модулей класса 600 |
Оценивать по порядку операций, а не по глубине бурения
Расположив эти позиции вместе, можно увидеть, что различия между двумя классами не сосредоточены в одном месте. Более практичный порядок оценки: сначала определить, какой диаметр бурения в основном используется в проекте, и по нему проверить справочную глубину бурения соответствующей спецификации; затем посмотреть, смогут ли возможности подачи и подъёма выдержать нагрузку буровой колонны на данной глубине; далее проверить, соответствуют ли канатоёмкость лебёдки и проходное отверстие зажимного патрона выбранной системе бурового снаряда; и наконец вернуться к промывочной жидкости и приводу, чтобы убедиться, что вспомогательные системы способны поддерживать длительную циркуляцию. Условия транспортировки и сборки проверяются отдельно после этого порядка.
Что осталось за рамками данной статьи
Вся статья основана на опубликованных параметрах CR800P с нашего сайта; полная таблица параметров CR600P не входила в материалы данного обзора, поэтому конкретные различия между двумя моделями по справочной глубине бурения BQ／HQ, нагрузкам подачи и подъёма, крутящему моменту вращателя, канатоёмкости лебёдки, параметрам промывочной жидкости и массе модулей в данной статье не делаются предположения. Фактическая эффективность бурения, глубина бурения и выход керна также зависят от геологических условий, внутрискважинного инструмента, угла бурения и методов работы; следует руководствоваться фактическими условиями на площадке и результатами, подтверждёнными производителем.