Целевая глубина скважины — это первое, что становится известным, и ее чаще всего сразу принимают за окончательный вывод по выбору оборудования. В реальной оценке цифра глубины определяет лишь отправную точку уровня оборудования, а затем несколько условий могут сдвинуть ее вверх или вниз: диаметр отверстия и конструкция скважины определяют нагрузку на буровой инструмент, нагрузка возвращает нас к усилию подъема и крутящему моменту; длина бурильных труб и тип мачты определяют технологические операции, а не только транспортировку; подачу воздуха и технологический маршрут необходимо определить заранее, а не дозаполнять после начала бурения. Ниже представлена последовательность действий, на каждом шаге используются только опубликованные на данном сайте значения и описания, а также указывается, на какие вопросы в материалах нет ответа.
Шаг 1: Разделите целевую глубину скважины на «обязательно пробурить» и «возможно пробурить»
Глубина скважины в проектной документации обычно представляет собой не одну точку, а два значения: глубину, которую необходимо пройти через основной водоносный горизонт, и запас, который может потребоваться из-за изменения геологических условий. Первое определяет нижний предел глубины бурения оборудования, второе — необходимость запаса на следующем уровне. Максимальная глубина бурения автомобильной буровой установки для водяных скважин с прямой мачтой WRT1000 уровня 1000 м составляет 1000 м. Если целевая глубина водоносного горизонта плюс запас уже приближается к этому значению или превышает его, не следует рассматривать эту установку как единственного кандидата, а нужно одновременно рассмотреть модели уровня 1200 м.
На этом шаге не нужно сначала определять модель, сначала определите две вещи: диапазон глубин целевого водоносного горизонта и то, допустима ли для проекта замена оборудования или изменение проекта после превышения проектной глубины. В материалах нет методов определения водоносного горизонта, эту часть должны предоставить гидрогеологические данные.
Шаг 2: Диаметр отверстия и конструкция скважины могут изменить оценку глубины
Глубина скважины и диаметр отверстия — это не два независимых условия. Диаметр бурения WRT1000 составляет 105–800 мм. Для одной и той же установки в этом диапазоне с увеличением диаметра отверстия одновременно возрастают нагрузка на буровой инструмент в скважине, потребность в компрессоре и вес обсадной трубы. Поэтому для одной и той же целевой глубины скважины требования к уровню оборудования при малом и большом диаметре обсадной трубы будут разными.
Конструкция скважины также является переменной. Наличие обсадной трубы, длина фильтрового участка, наличие водоупорного участка — все это изменяет фактически необходимый интервал бурения и компоновку бурового инструмента. Результатом этого шага является не одна цифра глубины, а набор комбинированных условий «глубина скважины + диаметр скважины + конструкция скважины». В материалах нет верхнего предела глубины для каждого диаметра отверстия, эту часть необходимо уточнять у производителя.
Шаг 3: Проверяйте нагрузку на бурильную колонну по усилию подъема и крутящему моменту, а не по глубине бурения
Глубина бурения — это лишь выражение длины бурильной колонны, фактически на оборудование давят собственный вес бурильных труб, вес обсадной трубы и трение о стенки скважины. Усилие подъема 51 / 52 т и крутящий момент вращения 20000 / 10000 Н·м в двух режимах, указанные для WRT1000, — это две группы значений для проверки таких нагрузок. На глубине уровня 1000 м вес бурильных и обсадных труб значительно возрастает, недостаточное усилие подъема напрямую ограничит спуско-подъемные операции и работы с обсадной трубой.
Крутящий момент соответствует сопротивлению в процессе вращения. В двухскоростной конфигурации WRT1000 с 70 / 140 об/мин низкая скорость соответствует большему крутящему моменту и подходит для больших диаметров, твердых пород и участков с высоким трением; высокая скорость подходит для устойчивых пластов с меньшим сопротивлением. Эти два значения крутящего момента нельзя просто понимать как две скоростные ступени, они соответствуют нагрузочным условиям разных интервалов скважины.
На этом шаге критерий оценки меняется с «можно ли пробурить» на «можно ли поднять и провернуть бурильную колонну при достижении целевой глубины». В материалах указаны предельные возможности оборудования, а не фактическая нагрузка конкретной скважины; проектная сторона должна самостоятельно рассчитать ее по планируемой компоновке бурового инструмента.
Шаг 4: Длина бурильных труб и тип мачты определяют технологические операции
Ход подачи WRT1000 составляет 7 м, можно использовать бурильные трубы 3 м или 6 м, рекомендуемый диаметр бурильных труб — 114 мм. Трубы 6 м подходят для длительных глубоких скважин, позволяя сократить количество наращиваний; трубы 3 м больше подходят для площадок с ограниченным пространством, транспортировкой или ручными операциями. При одной и той же установке с разной длиной бурильных труб ритм операций будет разным.
Тип мачты также влияет на операции. WRT1000 использует прямую мачту, а не телескопическую, путь передачи усилий более прямой, что больше подходит для непрерывной работы на глубоких скважинах; транспортные размеры машины составляют примерно 10,8 × 2,5 × 4,23 м. Высота транспортировки 4,23 м означает, что перед въездом на площадку необходимо проверить ограничения по высоте на дорогах, мосты, воздушные линии и проемы ворот на территории. Вывод этого шага обычно касается организации строительства, а не возможностей оборудования.
Шаг 5: Подачу воздуха и технологический маршрут необходимо определить заранее
Рекомендуемое рабочее давление для бурения DTH погружным пневмоударником WRT1000 составляет 1,65–8 МПа, расход воздуха — 16–96 м³/мин. Для глубоких скважин уровня 1000 м и твердых пород большого диаметра требуются высокие давление и производительность компрессора; при выборе следует комплексно учитывать характеристики погружного пневмоударника, диаметр отверстия, глубину скважины, высоту над уровнем моря и твердость породы, а не ориентироваться только на номинальное давление.
Технологический маршрут также включает способ обработки верхних интервалов скважины. WRT1000 в грунтах, глинах, песках и гравийных слоях может использовать промывку буровым раствором, обсадную трубу или другие способы стабилизации скважины; после входа в более монолитные твердые породы можно установить погружной пневмоударник среднего или высокого давления для бурения DTH. Если в верхних интервалах возникают обрушения, сужения или проблемы с обсадной трубой, риски и затраты на последующее бурение глубоких интервалов возрастают, поэтому точку переключения технологии следует определить до начала бурения.
Шаг 6: Проверьте выводы первого шага с учетом комплектации
После выполнения первых пяти шагов вернитесь к первоначальной целевой глубине скважины и посмотрите, нужно ли ее корректировать. К комплектации, которую необходимо проверить вместе, относятся: достаточна ли грузоподъемность двух вспомогательных лебедок для перемещения погружного пневмоударника, бурильных труб, обсадных труб и воздуховодов; способны ли системы охлаждения, воздушного фильтра и топливная система дизельного двигателя мощностью 194 кВт адаптироваться к запыленным условиям на площадке; выдержат ли подъездные дороги и площадка вес машины около 26 т.
Сведите эти пункты в контрольный список в следующем порядке:
| Шаг оценки | Используемые опубликованные условия | На что отвечает этот шаг |
|---|---|---|
| Разделение целевой глубины скважины | Диапазон глубин водоносного горизонта и запас | Нужно ли переходить на уровень выше 1000 м |
| Диаметр отверстия и конструкция скважины | Диапазон диаметров 105–800 мм | Изменяется ли нагрузка на буровой инструмент при одной глубине |
| Расчет нагрузки на бурильную колонну | Усилие подъема 51 / 52 т, крутящий момент 20000 / 10000 Н·м | Возможно ли выполнить спуско-подъемные операции и вращение на целевой глубине |
| Бурильные трубы и мачта | Ход подачи 7 м, бурильные трубы 3 м или 6 м, прямая мачта | Приемлемы ли ритм операций и условия перебазировки |
| Подача воздуха и технология | Давление 1,65–8 МПа, расход воздуха 16–96 м³/мин | Стыкуются ли решения для твердых пород и верхних рыхлых интервалов |
| Проверка комплектации | Две вспомогательные лебедки, двигатель 194 кВт, машина около 26 т | Остаются ли действительными первоначальная глубина скважины и уровень оборудования |
Что эта последовательность не заменяет в расчетах на стороне проекта
Вышеприведенные шесть шагов используют только опубликованные на данном сайте параметры и могут ответить на вопросы о границах возможностей оборудования, но не заменяют гидрогеологическую оценку, расчет компоновки бурового инструмента и проектирование скважины на стороне проекта. Следующие пункты в материалах не охвачены и требуют отдельного уточнения: глубина и мощность целевого водоносного горизонта, верхний предел глубины для каждого диаметра отверстия, фактическая нагрузка при планируемой компоновке бурового инструмента, конкретное соответствие компрессора и погружного пневмоударника, типоразмер и количество обсадных и фильтровых труб, ограничения по высоте на подъездных дорогах и несущая способность площадки.
Если рассматривать целевую глубину скважины как единственный входной параметр для выбора, проблемы обычно проявляются на этапе операций или комплектации. Пройдите эти шесть шагов по порядку, а затем вернитесь к цифре глубины для окончательного подтверждения — это сэкономит больше времени на переделках, чем сначала выбрать модель, а потом дополнять условия.