В материалах WR750S тяговое усилие указано как 40 т, и в том же разделе дано ограничение: при аномальном сопротивлении подъёму следует сначала устранить его путём очистки скважины, плавного подъёма и оценки состояния скважины, а не рассматривать максимальное тяговое усилие как единственное решение. Эта формулировка сама по себе очерчивает границы. Трактовка 40 т как «способности вытащить что угодно из скважины» означает, что возможность подъёма принимается за комплексное решение всех проблем в скважине.
Тяговое усилие — это числовой параметр оборудования, а условия в скважине — это совокупность явлений. Они находятся на разных уровнях. Ниже на основе опубликованных данных WR750S это разбирается по пунктам.
Каким действиям на стороне оборудования соответствуют 40 т
В открытых материалах WR750S указано: тяговое усилие 40 т, осевое давление 6 т, максимальная глубина бурения 750 м, диаметр скважины 105–450 мм, рекомендуемые бурильные трубы 102 мм, поддержка работы с 6-метровыми бурильными трубами и 6-метровыми обсадными трубами напрямую. Значение 40 т в основном относится к направлению вверх, и связанные с ним действия можно сгруппировать следующим образом:
- При нормальном спуске и подъёме — восприятие веса всей бурильной колонны, а также подъёмные операции при поочерёдном соединении и разъединении 6-метровых бурильных труб;
- Подъём и извлечение погружного пневмоударника, долота и другого бурового инструмента из скважины;
- Спуск и подъём части обсадных труб и работа с ними;
- Тот запас, который может быть использован при возникновении сопротивления подъёму.
Общее у этих пунктов то, что они представляют собой подъёмные операции, которые оборудование должно выполнять при нормальном режиме работы. 40 т обеспечивают запас для этих действий, но это не означает запаса для всех аномалий в скважине.
Условия в скважине не все относятся к категории «подъём»
Если перечислить распространённые проблемы в скважине по описаниям, встречающимся в материалах WR750S, видно, что они относятся к разным этапам:
| Условие в скважине | Соответствующий этап обработки в материалах |
|---|---|
| Плохой вынос шлама, осадок и повторное дробление | Непрерывная очистка скважины, очистка забоя и параметры подачи воздуха |
| Обвалы в зоне дробления, сужение ствола, утечки воздуха, прихват | Снижение подачи, поддержание очистки скважины, при необходимости обсадные трубы, пена и другие вспомогательные методы |
| Выветрелые породы и чередование мягких и твёрдых слоёв | Регулировка вращения, подачи и частоты очистки скважины, применение обсадных труб в верхней неустойчивой части |
| Водоносный горизонт и зона сильного водопритока | Фиксация глубины водоносного слоя, регулировка подачи воздуха, очистки скважины и способа обсадки |
Ни одна из этих строк не решается напрямую за счёт тягового усилия. Они решаются соответственно очисткой скважины, креплением стенок, обсадными трубами, параметрами подачи воздуха и режимом бурения. Тяговое усилие может проявиться только при условии, что бурильная колонна свободно поднимается; как только стенки скважины заклинивают инструмент, приложение усилия вверх сталкивается с ограничением стенок скважины, а не с недостатком тягового усилия.
Глубина скважины уровня 750 м определяет структуру нагрузки, с которой сталкиваются 40 т
В материалах WR750S указано, что на глубине уровня 750 м бурильные трубы не только испытывают большую нагрузку от собственного веса, но и сталкиваются с трением о стенки скважины, крутящим моментом при вращении и возможными локальными заклиниваниями, поэтому прочность труб, состояние резьбы и прямолинейность очень важны, и в процессе работ следует создать систему проверки и ротации бурильных труб. Этот фрагмент показывает, что 40 т противостоит суммированной нагрузке: вес всей колонны плюс трение о стенки скважины плюс локальное заклинивание, и изменение каждого из этих слагаемых меняет фактическое усилие, необходимое для подъёма.
В том же материале указано, что система вращения может иметь две конфигурации: 13000 / 6500 Н·м или 15000 / 7500 Н·м, максимальная скорость вращения 95 / 190 об/мин; рекомендуемое рабочее давление воздуха 1,6–6 МПа, расход воздуха 16–75 м³/мин. Эти значения относятся соответственно к вращению и подаче воздуха и не являются параметрами того же типа, что 40 т. Только рассматривая их вместе, можно получить структуру нагрузки при глубоком бурении.
Порядок действий, уже прописанный в материалах
Сразу после 40 т в материалах WR750S дана рекомендация по действиям: следует сначала устранить проблему путём очистки скважины, плавного подъёма и оценки состояния скважины. Порядок этих трёх действий заслуживает внимания — сначала очистка скважины, затем плавный подъём, одновременно оценка состояния скважины. Очистка скважины решает такие проблемы, как осадок и повторное дробление, которые могут изменить условия в скважине; плавный подъём позволяет выяснить источник сопротивления, не прикладывая сразу максимальное тяговое усилие; оценка состояния скважины нужна, чтобы отличить трение от обвалов или сужения ствола.
В материалах также указано, что при заметной потере расхода воздуха следует определить, нет ли крупных трещин и пустот, а не просто увеличивать давление компрессора. Эта логика та же, что и с тяговым усилием: увеличение одного числового значения не является решением для всех условий в скважине.
Какие выводы нельзя сделать из одного значения 40 т
- Нельзя сделать вывод, что «любые условия в скважине могут быть устранены». В самих материалах указано, что при аномальном сопротивлении подъёму следует сначала действовать через очистку скважины, плавный подъём и оценку состояния.
- Нельзя сделать вывод, что 40 т соответствуют какой-то конкретной глубине скважины. В материалах 750 м — это максимальная справочная глубина бурения, диапазон диаметров 105–450 мм, а нагрузка на бурильную колонну меняется в зависимости от диаметра, типоразмера труб и условий стенок скважины.
- Нельзя сделать вывод, что 40 т могут заменить крепление стенок или обсадные трубы. Работа с зонами дробления, выветрелыми породами и водоносными горизонтами описана в материалах в разделах об обсадных трубах, пене и конструкции скважины.
- Нельзя смешивать 40 т и осевое давление 6 т в одну способность по направлению. Осевое давление действует вниз, тяговое усилие — вверх.
Другие группы значений, сопутствующие 40 т на этой установке
В материалах WR750S также указаны: тяговое усилие вспомогательной лебёдки 2,5 т, скорость передвижения на гусеницах около 3 км/ч, максимальный угол подъёма справочно 21°, ход гидравлических аутригеров 1,6 м, масса машины около 14 т, габаритные размеры около 6,64 × 2,25 × 2,67 м, двигатель Weichai 176 кВт, скорость быстрого подъёма 31 м/мин, скорость быстрой подачи 65 м/мин. Эти значения относятся к разным частям оборудования. Вспомогательная лебёдка используется для перемещения погружного пневмоударника, бурильных труб, обсадных инструментов и вспомогательного оборудования на площадке, и её номинальная нагрузка отделена от основной лебёдки; скорость быстрого подъёма влияет на время вспомогательных операций, а не на величину тягового усилия.
Если вырвать 40 т из этой группы значений и отдельно преувеличить, теряется их место в общей картине оборудования.
Какие данные нужны, чтобы судить, достаточно ли тягового усилия
Опубликованные на этом сайте материалы по WR750S позволяют описать типы действий, соответствующих тяговому усилию, и его числовое значение, но для суждения о том, достаточно ли 40 т для конкретного проекта, необходимы данные со стороны проекта: целевой диаметр и конструкция скважины, фактически применяемый типоразмер и общая длина бурильных труб, устойчивость стенок скважины в основных породах, необходимость обсадки и глубина её установки, гидрогеологические данные района работ. Эти сведения выходят за рамки имеющихся материалов по продукту и требуют отдельного подтверждения по проекту.
Тяговое усилие — это одно значение на стороне оборудования, а условия в скважине — это набор условий на стороне проекта. Принимать значение первого за универсальный вывод о втором — слишком большой скачок.