В материалах на WR350SE в разделе штанг указано «штанги 3 м / 6 м», рекомендуемый диаметр штанг 89 / 102 мм. Они перечислены рядом с максимальной глубиной бурения и диапазоном диаметров, и их легко принять за три независимые способности, каждая из которых отмечается галочкой. Однако из описания позиционирования этого оборудования видно, что совместимость 3 м и 6 м соответствует одной операции: наращиванию и разборке штанг. Серия S, как указано, ориентирована на совместимость с более длинными штангами и сокращение количества наращиваний, серия E подчёркивает соотношение цена-качество, и вместе они формируют позиционирование WR350SE. Если применить это к одной скважине, совместимость по длине штанг экономит не что иное, как количество наращиваний и разборок штанг, повторяющихся в пределах глубины 350 м.
Почему количество наращиваний становится статьёй затрат
Глубина бурения 350 м — это накопленная позиция. Независимо от длины штанг, нужно пройти от устья до забоя, соединяя штанги одну за другой. Удвоение длины штанг приводит к сокращению количества наращиваний, необходимых для одной и той же глубины скважины, а каждое наращивание включает последовательность действий: отсоединение вращателя, подъём штанги, свинчивание, спуск и повторное центрирование. Эти действия не относятся к собственно бурению, но занимают то же машинное время.
Два опубликованных значения скорости WR350SE указывают на один и тот же тип действий: быстрый подъём 30 м/мин, быстрая подача 55 м/мин. В материалах указано, что они в основном используются для небуровых операций, например, для работы с буровыми штангами, возврата силового вертлюга и регулировки инструмента. Сокращение числа наращиваний штанги — это как раз та часть, которая достигается за счёт исключения подобных небуровых операций. Следует отметить, что эти две скорости не равны фактической скорости проходки в реальных горных породах — справочная эффективность бурения, приведённая в материалах, составляет 10–35 м/ч, а фактический результат зависит от литологии, бурового инструмента, компрессора и опыта оператора.
3 м и 6 м: каждая в своих условиях
В материалах описание двух длин штанг вполне однозначно: 3 м больше подходит для проектов с обычными условиями транспортировки и ограниченной строительной площадкой; 6 м позволяет сократить количество наращиваний и повысить эффективность непрерывного бурения. Эти две фразы соответствуют двум способам организации проектов, а не тому, что один лучше, а другой хуже.
| Длина штанги | Область применения по материалам | Одновременно ограничивающие факторы |
|---|---|---|
| 3 м | Обычные условия транспортировки, ограниченная строительная площадка | Для одной и той же глубины скважины требуется относительно больше наращиваний |
| 6 м | Сокращение количества наращиваний, повышение эффективности непрерывного бурения | Увеличение длины штанг предъявляет иные требования к организации площадки и транспортировки |
В таблице не написано «6 м обязательно быстрее», потому что в материалах также сказано только о сокращении количества наращиваний. Уменьшение числа операций наращивания — это лишь сокращение количества операций; общее время на скважину зависит ещё от забойных условий, частоты очистки скважины и состояния бурового инструмента. Если рассматривать длину штанг отдельно как вывод об эффективности, эти факторы будут упущены.
Почему «рекомендуемый диаметр 89 / 102 мм» указан вместе с длиной штанг
Раздел комплектации штанг фактически включает два измерения: длину и диаметр. 89 мм и 102 мм — рекомендуемые диаметры, соответствующие выбору при разных диаметрах скважины, глубинах и компоновках бурового инструмента. Длина и диаметр не связаны взаимно однозначно; при одной и той же длине штанг может потребоваться выбор диаметра в зависимости от условий проекта. Это легко упустить при чтении материалов — запомнить только «поддерживаются штанги 6 м» недостаточно, чтобы решить, какой типоразмер использовать в скважине.
Непосредственно рядом со штангами указано усилие подъёма 16 т. С увеличением глубины скважины вес штанг и трение о стенки скважины одновременно возрастают, и нагрузка на этапе спуско-подъёмных операций ложится именно на усилие подъёма. В материалах также указана граница действий: при аномальном сопротивлении подъёму следует сначала выполнить очистку скважины, проверить штанги и оценить состояние стенок скважины, а не полагаться напрямую на максимальное усилие подъёма для принудительного извлечения. Это показывает, что усилие подъёма — это предельная возможность оборудования, а не универсальное решение проблем в скважине.
Какие этапы включает одно наращивание
Если разобрать одно наращивание, оно примерно включает следующие этапы, каждый из которых ограничивается разными параметрами:
- Перемещения, такие как подъём и спуск штанг, связаны с быстрым подъёмом 30 м/мин и быстрой подачей 55 м/мин;
- Свинчивание или развинчивание резьбового соединения зависит от диаметра штанг, состояния резьбы и привычек оператора;
- Первый участок повторного бурения с нагрузкой после соединения связан с вращением и подачей;
- Размещение и учёт бурового инструмента после разборки штанг относится к организации площадки.
Количество этапов, на которые влияет длина штанг, одинаково; разница в том, сколько раз эти этапы повторяются при одной и той же глубине скважины. В этом и суть фразы «экономия на количестве наращиваний» — увеличивается не какой-то параметр оборудования, а сокращается число повторений операций.
Двухрежимный крутящий момент в одном разделе материалов
Максимальный крутящий момент системы вращения WR350SE составляет 8500 / 4250 Н·м, что соответствует максимальной скорости вращения 80 / 160 об/мин. В материалах поясняется, что режим с более низкой скоростью и высоким крутящим моментом больше подходит для бурения с большим диаметром, повышенным сопротивлением или в твёрдых породах; режим с более высокой скоростью подходит для этапов бурения с меньшим сопротивлением. Это выбор, связанный с диаметром скважины и породами, и он не имеет прямой взаимно однозначной связи с длиной штанг, но проявляется на этапе возобновления бурения после наращивания — состояние начала бурения после наращивания зависит от того, какой режим выбран в данный момент.
Какие выводы нельзя делать только по длине штанг
В материалах не указано количество наращиваний для одной конкретной глубины скважины, а также не указано конкретное процентное соотношение экономии времени при использовании штанг 6 м по сравнению со штангами 3 м. Диаметр бурения 105–350 мм и максимальная глубина бурения 350 м — это одновременно действующие границы: при изменении сочетания диаметра и глубины скважины может соответственно измениться и подходящий типоразмер штанг. Ход гидравлических аутригеров 1,5 м, максимальный угол преодолеваемого подъёма около 21°, масса машины около 7,5 т — эти данные описывают взаимосвязь оборудования с площадкой, не зависят от длины штанг и не должны смешиваться в одном суждении.
То же относится и к комплектующим, подбираемым по условиям работы. В материалах перечислены опциональные грязевой насос, центробежный насос, генератор и пенный насос, а также дано направление оценки: в проектах с преобладанием рыхлых слоёв больше внимания уделяется системе промывки, в проектах с твёрдыми породами — компрессору и погружному молоту, а в проектах без стабильного электропитания может потребоваться генератор. Этот выбор следует за породами и условиями площадки, а не за длиной штанг.
При чтении этой комплектации сначала нужно разделить три вещи
Во-первых, 3 м / 6 м — это совместимость: одна и та же машина в разных проектах может использовать разную длину штанг. Во-вторых, сокращается количество вспомогательных операций, таких как наращивание и разборка штанг, что не равно удвоению эффективности бурения. В-третьих, помимо длины штанг одновременно действуют диаметр, усилие подъёма и забойные условия; ни один из этих факторов по отдельности недостаточен для формирования вывода о выборе. В материалах прямо указано, что из-за различий в фактических геологических условиях, забойном инструменте, угле бурения и способе работы окончательная эффективность бурения, глубина и результат завершения скважины должны определяться фактическими условиями на площадке.
Что касается того, выбрать 3 м или 6 м для конкретного проекта, это зависит от организации транспортировки, размеров площадки и способа ведения работ; эти три пункта относятся к условиям проекта и требуют отдельного уточнения с учётом ситуации на месте, материалы данной статьи не охватывают эту часть оценки.