Подготовка к вводу проекта глубокого бурения в отдаленном рудном районе редко сводится к тому, чтобы восполнить недостающий пункт. Реально тормозит процесс очередность: не определены условия для грузоподъемных работ — модули по прибытии останутся лежать у подножия горы; не определена схема энергоснабжения — невозможно сказать, сколько бурового раствора и материалов заготавливать; нет исходных данных по скважине — при появлении изменений давления насоса на больших глубинах невозможно определить, это тенденция или случайность. В открытых данных CR1200P достаточно конкретно описана аппаратная часть; в данной статье на основе массы модулей, конфигурации привода, буровой мощности и внутрискважинных параметров выстраивается порядок выполнения работ перед вводом в эксплуатацию.
Этап 1: Сначала подтвердите подъездные пути, точки подъема и площадку, а не начинайте с бурения
CR1200P позиционируется как портативная модульная полностью гидравлическая колонковая буровая установка класса 1200 м: ориентировочная глубина бурения NQ — 1200 м, BQ — 1500 м, HQ — 700 м, угол бурения 45°–90°. Чтобы эти возможности были реализованы, необходимо доставить оборудование к устью скважины. Приведенная в материалах ориентировочная масса модулей: силовой блок 180–260 кг, блок управления 160 кг, блок гидравлического масла (с маслом) 160 кг, блок бурового раствора 210 кг, общая масса 1880 кг. Масса модулей определяет параметры перемещения и подъема отдельных единиц; несущая способность путей, радиус поворота и расположение точек подъема должны определяться по самому тяжелому модулю, а не по среднему значению.
Площадка также должна вмещать модули с раздельным размещением. Смысл модульной конструкции — возможность поэтапного ввода, но расположение определяет порядок сборки, а также то, какие блоки демонтировать при переходе на новую скважину и потребуется ли перестановка. Если не решен хотя бы один из трех вопросов — пути, точки подъема и площадка, — последующая инвентаризация не будет иметь основания.
Этап 2: Инвентаризация по модулям, затем проверка схемы энергоснабжения
После прибытия модулей первое действие — не сборка, а инвентаризация. Силовой блок, блок управления, блок гидравлического масла (с маслом) и блок бурового раствора — это четыре категории, для которых в материалах отдельно указаны масса и конфигурация; при инвентаризации их следует сопоставить с транспортным перечнем, особенно проверить, учтена ли масса блока гидравлического масла вместе с маслом, иначе при подъеме нагрузка будет занижена.
Тип привода необходимо определить на этом же этапе. CR1200P может использовать дизельный или электрический привод: мощность дизельного двигателя ≥147 кВт, возможны варианты Kubota, Cummins, Yunnei, Yuchai; электрическая конфигурация — 30 кВт × 4, частота вращения 3000 / 1450 об/мин. В отдаленных полевых проектах больше зависит от автономного привода и запаса топлива; электрический вариант подходит только для стационарных площадок с надежным электроснабжением. Этот шаг влияет на запас топлива, организацию кабельной линии или электроснабжения, а также на транспортный перечень, поэтому его нельзя откладывать до этапа после сборки.
Этап 3: Сборка и поэлементная проверка — интерфейсы требуют проверки больше, чем внешний вид
После сборки модулей необходимо проверить гидравлические интерфейсы и механические соединения; это прямо указано в материалах в разделе мер предосторожности перед началом бурения. Параметры гидросистемы CR1200P: расход основного насоса 250 л/мин, давление 25 МПа; расход вспомогательного насоса 10 л/мин, давление 17 МПа; основной масляный бак 250 л; управление ручное с пилотным управлением; охлаждение водяное или воздушное. Большой расход гидравлической жидкости необходим для непрерывной работы на глубоких скважинах, но одновременно повышаются требования к фильтрации масла, контролю температуры и обслуживанию трубопроводов высокого давления; проверка интерфейсов на этапе сборки как раз служит этой цели.
На этом этапе также следует проверить механические соединения, зажимной патрон и лебедку. Зажимной патрон гидравлический, максимальное усилие зажима 130 кН, проходное отверстие 54–127 мм; канатоемкость лебедки для бурения снарядом 1400 м (трос 6 мм), усилие подъема на пустом барабане 14,5 кН, на полном барабане 5,6 кН, скорость подъема 116 м/мин. На глубоких скважинах внутренняя труба поднимается на большое расстояние, трос используется часто, поэтому уже на этапе сборки следует вести учет проверки и замены троса, включив в периодические проверки обрывы проволок, износ, вмятины и соединения концов троса.
Этап 4: Энергоснабжение, водоснабжение и буровые растворы — три вопроса решаются вместе
Расход воды и буровых растворов зависит от выбранной технологии и глубины бурения, а эти два фактора связаны со схемой энергоснабжения, поэтому их рассматривают на одном этапе.
Что касается блока бурового раствора, CR1200P оснащен плунжерным насосом высокого давления с гидравлическим приводом: расход бурового раствора 150 л/мин, давление 7 МПа; смеситель бурового раствора также с гидравлическим приводом, частота вращения 1500 об/мин, производительность смешивания 1,2 м³/мин. На глубоких скважинах шлам переносится на большое расстояние, буровой раствор одновременно выполняет функции охлаждения, смазки и укрепления стенок; при поглощениях в глубоких зонах, водоносных трещинах или нарушенных зонах необходимо корректировать свойства раствора в зависимости от возврата воды и изменения давления насоса, поэтому запас материалов нельзя рассчитывать по опыту мелких скважин.
По энергоснабжению: для дизельного варианта запас топлива рассчитывается исходя из модели ≥147 кВт; для электрического варианта организация электроснабжения — исходя из 30 кВт × 4. Параметры системы подачи: ход подачи 1,8 м, усилие подачи 67 кН, усилие подъема 130 кН; максимальная частота вращения вращательного силового головки 1500 об/мин, максимальный крутящий момент 1360 Н·м, максимальный диаметр применяемых бурильных труб 114 мм; силовой головка поддерживает поворот или боковое смещение, длина применяемых бурильных труб 1 / 1,5 м. Эти значения нельзя рассматривать в отрыве; они определяются вместе с запасом бурильных труб и перечнем запасных частей.
Запасные части в удаленном рудном районе особенно важно планировать заранее. В материалах прямо указано, что на месте следует подготовить Стандартные уплотнения, фильтры, быстроразъемные соединения, быстроизнашивающиеся детали троса, буровой инструмент и материалы для бурового раствора, а также составить график регулярного обслуживания привода, гидравлики, лебедки и зажимного патрона. Стоимость времени ожидания запчастей часто выше стоимости самих запчастей.
Этап 5: Внутрискважинные условия перед началом бурения — необходима базовая линия данных
Перед официальным началом бурения материалы требуют подтвердить устойчивость площадки, азимут скважины, запас бурильных труб, водоснабжение и энергоснабжение. Помимо этого, следует установить базовую линию учета внутрискважинных данных. CR1200P может бурить в диапазоне 45°–90°; на этапе глубоких скважин необходимо постоянно регистрировать крутящий момент, давление насоса, возврат воды и сопротивление при подъеме, своевременно реагируя на тенденциозные аномалии.
Усилие подъема 130 кН не означает, что внутрискважинные проблемы можно решить только за счет подъема. Для скважин класса 1200 м контроль искривления, поддержание устойчивости стенок и снижение трения бурильных труб важнее простого увеличения усилия подъема; если сопротивление при подъеме продолжает расти, следует своевременно провести промывку, поднять трубы для проверки или обработать стенки скважины. После входа в зону разлома возможны разрушение керна, аномалии давления насоса, уменьшение возврата воды или обрушение стенок; в этом случае следует снизить механическое воздействие, сократить рейсы и своевременно устранить аномалии циркуляции; при серьезных поглощениях необходимо рассмотреть обсадку, тампонирование или поинтервальное укрепление стенок, а не гнаться за проходкой.
| Этап | Что необходимо выполнить | Соответствующие параметры или основание |
|---|---|---|
| Пути и подъем | Несущая способность путей, повороты, точки подъема, зонирование площадки | Ориентировочная масса модулей 180–260 кг и др., общая масса 1880 кг |
| Инвентаризация и привод | Инвентаризация модулей, выбор дизельного или электрического варианта | Дизельный двигатель ≥147 кВт; электрический 30 кВт × 4 |
| Сборка и проверка | Гидравлические интерфейсы, механические соединения, учет троса | Основной насос 250 л/мин, 25 МПа; канатоемкость 1400 м |
| Энергия, вода, раствор | Топливо или электроснабжение, вода, материалы для раствора, запчасти | Буровой раствор 150 л/мин, 7 МПа; производительность смешивания 1,2 м³/мин |
| Перед началом бурения | Площадка, азимут, запас бурильных труб, базовая линия учета по скважине | Крутящий момент 1360 Н·м; усилие подъема 130 кН; угол 45°–90° |
Какие значения не охвачены материалами сайта и требуют отдельного уточнения
Следующие категории вопросов не имеют соответствующих значений в материалах CR1200P на сайте и относятся к проектному уровню, требующему отдельного подтверждения: конкретная ширина дорог, уклоны и класс несущей способности мостов для ввода; характеристики и правила эксплуатации местного грузоподъемного оборудования; влияние расстояния до источника воды, дебита и качества воды на приготовление бурового раствора; нормативные требования к хранению и транспортировке топлива; а также организация связи на месте и аварийной эвакуации. Все это следует уточнять в ходе проектного обследования и с учетом местных условий, а не выводить из параметров оборудования.
Кроме того, из-за различий в фактических геологических условиях, внутрискважинном инструменте, углах бурения и методах работы итоговая эффективность бурения, глубина и выход керна должны определяться по фактическим условиям на месте.