Объём работ по скважине сельского водоснабжения часто определяется не буровой установкой, а предыдущими шагами: где выбрана точка скважины, какой диаметр бурить, на какой глубине находится водоносный горизонт, как расположить обсадные трубы. Если эти пункты прояснить заранее, параметры оборудования будет с чем сопоставить. В данной статье на примере WR200SE — максимальная глубина бурения 200 м, диаметр бурения 140–254 мм, двигатель Yuchai 58 кВт, усилие подъёма 13 т, рекомендуемое рабочее давление воздуха 1,7–2,5 МПа, расход воздуха 17–31 м³/мин — в порядке «от выбора точки до готовности скважины» раздельно перечислены данные и условия на площадке. Все числовые значения взяты из опубликованных на сайте материалов о продукции, не относятся к полевым измерениям и не содержат предположений о неописанных условиях.
1. Сначала разграничим «данные» и «условия на площадке»
Эти две категории часто смешивают, хотя на самом деле они решают задачи на разных этапах.
- Данные — это информация, на основе которой определяются точка скважины, глубина, диаметр и конструкция готовой скважины: например, региональные гидрогеологические условия, глубина и дебит существующих скважин поблизости, целевой расход воды, примерное положение водоносного горизонта. Эта информация определяет, в каком направлении настраивать все последующие параметры.
- Условия на площадке — это то, с чем оборудование действительно столкнётся после прибытия: дороги, ровность площадки, наличие стабильного электропитания, расположение источника воды, место сброса шлама, пространство вокруг точки скважины.
В материалах о WR200SE указано, что она подходит для сельского водоснабжения, орошения сельхозугодий, водоснабжения животноводства и бурения небольших скважин в горнодобывающих районах; используется гусеничное шасси, выдвижная мачта, дизельный двигатель 58 кВт. Эти описания определяют границы возможностей оборудования и не заменяют первую категорию данных.
2. Что необходимо решить на этапе выбора точки скважины
Точка скважины определяется не только по одному элементу рельефа
Для выбора точки скважины обычно требуются: данные о существующем уровне подземных вод в районе, примерная глубина целевого водоносного горизонта, глубина и диаметр существующих скважин поблизости, расстояние и перепад высот между скважиной и точкой водопотребления. В материалах сайта не приведены гидрологические данные для конкретных районов; эта часть должна определяться по местным гидрогеологическим данным и результатам обследования площадки.
Глубину и диаметр скважины нужно определять вместе
Максимальная глубина бурения WR200SE — 200 м, диапазон диаметров бурения — 140–254 мм. Эти два значения не независимы: глубина бурения реализуема только в пределах диапазона диаметров. При одинаковой глубине, но разном диаметре требования к усилию подъёма, крутящему моменту и расходу воздуха компрессора также различаются. В материалах одновременно указаны усилие подъёма 13 т, крутящий момент 3400–4700 Н·м, скорость вращения 45–70 об/мин; всё это следует проверять после определения диаметра скважины.
3. Диаметр, обсадные и фильтровые трубы: этап конструкции готовой скважины
Диаметр бурения выбирается только в диапазоне 140–254 мм; размеры обсадных и фильтровых труб должны укладываться в этот интервал. В материалах по этому этапу дано следующее суждение: для сельскохозяйственных скважин, требующих длительной откачки, диаметр скважины, фильтровые трубы и тип насоса следует определять исходя из ожидаемого дебита, а не просто стремиться к большему диаметру.
На этом этапе необходимо подготовить примерно следующие данные:
- ожидаемый дебит и способ откачки, по которым определяются диаметр скважины и тип насоса;
- материал, диаметр и глубина установки обсадных труб;
- соответствие положения перфорации фильтровых труб глубине водоносного горизонта;
- положение и материал водоизоляции.
По перечисленным пунктам в материалах дано только общее направление; конкретная конструкция должна определяться по местным гидрогеологическим условиям и потребности в воде, её нельзя вывести только из таблицы параметров оборудования.
4. Материалы для стабилизации скважины и обсадка: сначала обработать верхний интервал
В материалах есть чёткое указание по порядку работ: в верхних слоях почвы, глины, песка или гравия прямое использование погружного пневмоударника не обязательно является оптимальным решением. В рыхлых покровных отложениях возможны обрушение стенок, прихват бурового снаряда и увеличение диаметра; следует сначала обработать верхний интервал с помощью обсадки, бурового раствора или других способов стабилизации, а затем продолжать бурение в устойчивых скальных породах.
Согласно этому описанию, на площадке необходимо заранее предусмотреть: типоразмер и количество обсадных труб, материалы для бурового раствора или способ стабилизации, инструмент для бурения с обсадкой, соответствующее время на спуск и подъём обсадных труб. Этот этап относится к организации работ; в материалах сайта не приведена конкретная технологическая схема, её следует определять отдельно по фактическим геологическим условиям.
5. Буровой инструмент и компрессор: параметры нужно проверять в комплексе
Значения, относящиеся к этой части в материалах WR200SE, приведены в таблице ниже.
| Пункт | Значение по материалам |
|---|---|
| Диаметр буровых штанг | 76 / 89 мм |
| Длина буровых штанг | 1,5 / 2,0 / 3,0 м |
| Длина одного хода подачи | 3,3 м |
| Рекомендуемое рабочее давление воздуха | 1,7–2,5 МПа |
| Расход воздуха | 17–31 м³/мин |
| Ориентировочная скорость бурения | 10–35 м/ч |
В материалах по подбору компрессора указано: компрессор следует выбирать исходя из диаметра скважины, типоразмера погружного пневмоударника, целевой глубины скважины, высоты над уровнем моря и твёрдости породы. При увеличении диаметра, повышении твёрдости породы или высоты над уровнем моря обычно требуется больший расход. Поэтому этот пункт выбирается не по одному значению из таблицы, а с учётом нескольких условий одновременно.
Ориентировочная скорость бурения 10–35 м/ч — справочное значение из материалов; фактическая проходка зависит от свойств породы, погружного пневмоударника, буровой коронки и возможностей компрессора и не должна напрямую пересчитываться в сроки бурения конкретной скважины.
6. Площадка, дороги и энергоснабжение
WR200SE имеет гусеничное шасси, масса машины около 4,7 т, габаритные размеры около 3950 × 1750 × 2250 мм, скорость передвижения около 2,5 км/ч, максимальная преодолеваемая крутизна ориентировочно 30°, предусмотрены выносные опоры высотой 1,4 м для выравнивания. В материалах по площадке указано: гусеничная конструкция подходит для сельских дорог, полей, щебёночных площадок и слегка неровной поверхности.
В применении к подготовке площадки это означает:
- ширина подъездных дорог, несущая способность и условия поворота; возможность самостоятельного передвижения на гусеницах или необходимость доставки транспортным средством с последующим передвижением;
- возможность развернуть гусеничное шасси вокруг точки скважины и выровнять его на выносных опорах; необходимость подкладок на мягком грунте;
- дизельный двигатель 58 кВт означает независимость от стационарного источника питания, но способы пополнения топлива и масла нужно предусмотреть заранее;
- места сброса шлама, бурового раствора и воды для промывки;
- взаимосвязь между точкой скважины, точкой водопотребления и местом установки насоса.
Гусеничное шасси подходит для сельских дорог и обычных неасфальтированных площадок; это описание применимости не означает, что оно может проехать по любым межам и склонам. Конкретные условия проезда следует оценивать по фактическому покрытию.
7. Проверки перед началом бурения
В материалах перечислен следующий объём ежедневных проверок: гидравлические трубопроводы, вращающаяся головка, лебёдка, гусеницы, мачта и соединения буровых штанг; у компрессора и рукавов высокого давления следует проверять соединения и предохранительные устройства. В процессе работ необходимо постоянно наблюдать за давлением воздуха, выносом шлама, возвратом воды и температурой оборудования; по окончании очищать от бурового раствора и пыли и проверять быстроизнашивающийся буровой инструмент.
Это проверки со стороны оборудования. Конкретные операции и меры безопасности в материалах сайта полностью не регламентированы; их следует выполнять согласно документации, поставляемой с оборудованием, правилам площадки и технологическим регламентам.
8. Какие условия всё ещё требуют отдельного уточнения на месте
- Фактическая глубина водоносного горизонта и ожидаемый дебит требуют опоры на местные данные и записи в процессе сооружения скважины;
- Толщина верхних рыхлых слоёв и необходимость бурения с обсадкой определяются по фактической ситуации в скважине;
- Итоговый расход компрессора и сочетание с погружным пневмоударником и коронкой рассчитываются по целевому диаметру, твёрдости породы и высоте над уровнем моря;
- Конкретные размеры обсадных труб, фильтровых труб и водоизоляционной конструкции;
- Вопросы согласования точки скважины с окружающими объектами и использованием земельного участка.
В материалах есть обобщающее указание: поскольку фактические геологические условия, инструмент в скважине, угол бурения и способ выполнения работ различаются, итоговая скорость бурения, глубина и результат готовой скважины должны определяться фактическими условиями на площадке. Это же относится к перечисленным в статье подготовительным пунктам: они представляют собой порядок проверки, а не готовую схему сооружения скважины, которую можно напрямую применить.