В открытых данных WRTR600 указано: оборудование объединяет дизельный генератор, буровой насос 3NB-130, ротор, двойную лебедку, мачту, выносные опоры и вспомогательный механизм для отвинчивания замков на прицепном шасси. Модель генератора — SCGC-200kW, номинальная мощность 200 кВт, 380 В, 360 А, 50 Гц; буровой насос — 3NB-130, номинальная подача 8,4–16,6 л/с, номинальное рабочее давление 5–10 МПа, привод от электродвигателя 90 кВт. Если рассмотреть эти параметры вместе, централизованная компоновка — не вопрос внешнего вида, а прямое следствие взаимосвязи между источником электроэнергии и потребителями.
Сначала рассмотрим эту связь привода
Входная частота вращения 3NB-130 составляет 565 об/мин, мощность привода — электродвигатель 90 кВт. Это означает, что буровой насос приводится не напрямую от дизельного двигателя через раздаточную коробку, а с помощью электричества. Поскольку основной насос использует электроэнергию, вся установка не может полагаться только на удачу с местной электросетью — ей необходим стабильный источник питания, и этим источником является дизельный генератор SCGC-200kW на том же шасси с номинальным током 360 А. Генератор также питает буровой насос, гидравлический насос и вспомогательное электрооборудование.
Эту цепочку можно понять так: дизельный генератор вырабатывает электроэнергию → электродвигатель 90 кВт приводит 3NB-130 → буровой раствор циркулирует с подачей 8,4–16,6 л/с и давлением 5–10 МПа. Источник энергии и потребители находятся на одной установке, что означает, что на площадке не нужно сначала решать вопрос «откуда взять электричество», и нет зависимости от наличия стабильной электросети. В материалах прямо указано: «подходит для отдаленных районов и проектов с отсутствием стабильной электросети» — именно в этом заключается практическое применение данной связи привода.
Централизованная компоновка экономит главным образом этап перебазировки
Особенность бурения водяных скважин — разбросанность площадок: после завершения одной скважины нужно переходить в следующий поселок, следующий сад или на следующую геотермальную площадку. Если силовая установка, система бурового раствора и буровая мачта перевозятся раздельно, на каждой новой площадке приходится заново организовывать краны, тягачи и сборку на месте.
Вся установка WRTR600 размещена на прицепном шасси, и для перевозки достаточно подходящего тягача. В материалах сказано, что это «снижает сложность раздельной транспортировки мачты, силовой установки и системы бурового раствора» и что такая конструкция «больше подходит для непрерывного бурения на нескольких площадках». Следует отметить, что снижается объем организационной работы по одной погрузке, раздельному подъему и поштучной установке, а не устраняется транспортировка как таковая — само шасси по-прежнему должно соответствовать условиям буксировки и дорожным требованиям.
Централизованная компоновка меняет способ выбора рабочей площадки
Генератор и буровой насос закреплены на шасси, что на практике означает: как только оборудование прибыло на место, силовая установка и система циркуляции уже на месте. Объем работ на площадке перед началом бурения сокращается с «подъема генератора, установки бурового насоса, подключения питания и трубопроводов» до преимущественно проверки всей установки: согласно материалам, перед началом работы следует проверить мачту, лебедку, канат, вертлюг, ротор, буровой насос, генератор и электрическую систему.
Длина и направление трубопроводов циркуляции бурового раствора также перестают быть переменной, которую нужно перепроектировать при каждой смене площадки — трубопроводы идут вместе с шасси. Это напрямую влияет на такие проекты, как глубокие водяные и геотермальные скважины, где требуется длительное поддержание циркуляции бурового раствора: положение системы циркуляции в основном определено еще до перебазировки.
Транспортные габариты — прямая цена централизованной компоновки
У централизованной компоновки есть и ограничения. В материалах приведены транспортные габариты для двух вариантов мачты:
| Параметр | Короткая мачта | Длинная мачта |
|---|---|---|
| Транспортные габариты | 15100 × 2480 × 4100 мм | 16630 × 2480 × 4100 мм |
| Полезная высота | 12 м | 15 м |
| Ведущая штанга | 108 × 108 × 7500 мм | 108 × 108 × 10500 мм |
| Бурильная труба | Ø89 × 10 × 5500 мм | Ø89 × 10 × 9000 мм |
Разница в длине между двумя транспортными габаритами составляет около 1,5 м, ширина и высота совпадают. Перед межрегиональными работами в материалах четко требуется проверить ширину дороги, радиус поворота, несущую способность мостов, ограничение по высоте и местные требования к прицепным перевозкам. Это прямые предварительные условия, обусловленные централизованной компоновкой, а не дополнительные пункты.
Непрерывная подача для выноса шлама обеспечивается комбинацией на шасси
WRTR600 предназначена для бурения водяных и частично геотермальных скважин средней глубины уровня 600 м с максимальным диаметром 500 мм. Чем глубже скважина и больше диаметр, тем больше шлама должен непрерывно выносить буровой раствор и тем выше требования к подаче и стабильности давления насоса. Подача 8,4–16,6 л/с и давление 5–10 МПа насоса 3NB-130 будут встречать различное сопротивление циркуляции в разных грунтах — почвенном слое, глине, песке, гравии. В материалах рекомендуется в почвенном слое и глине регулировать вязкость бурового раствора в зависимости от проницаемости, диаметра скважины и условий возврата раствора: слишком жидкий может привести к недостаточному выносу шлама и потере устойчивости стенок скважины, слишком густой увеличивает сопротивление циркуляции и нагрузку на буровой насос.
Связь, при которой буровой насос питается от генератора, означает, что регулировка давления и подачи связана с электрической нагрузкой. Генератор 200 кВт одновременно питает буровой насос, гидравлический насос и вспомогательное электрооборудование; такая структура централизованного электроснабжения удобна для координации мощности, но конкретная схема распределения электроэнергии и запасы мощности в материалах сайта не приведены — перед покупкой следует уточнить у производителя.
Централизованная компоновка не отменяет проверку местных условий
Прицепное шасси объединяет оборудование в единый комплекс, но проверка на этапах въезда и эксплуатации по-прежнему необходима, причем некоторые пункты отличаются от обычного прицепного оборудования:
- Соответствие тягача снаряженной массе установки — снаряженная масса шасси в материалах не указана, требуется уточнение
- Соответствие транспортного маршрута требованиям к радиусу поворота для длины 15100 мм или 16630 мм
- Достаточность площадки вокруг устья скважины для размещения шасси и рабочих габаритов (рабочие габариты с короткой мачтой 15100 × 2480 × 14170 мм, с длинной мачтой 15100 × 2480 × 17170 мм)
- Отсутствие воздушных линий и препятствий над местом подъема мачты
- Стыковка системы бурового раствора или циркуляционной системы с закрепленными трубопроводами шасси
В материалах также указано: при циркуляции бурового раствора следить за трубопроводами высокого давления, давлением насоса и утечками; персонал не должен стоять под подвешенным буровым инструментом или рядом с вращающимся инструментом; при бурении глубоких скважин следует регулярно проверять канат, тормозную систему и состояние намотки каната на барабане.
Для чего подходит такая компоновка и какие выводы делать нельзя
На основе материалов можно заключить, что объединение генератора, бурового насоса, ротора, лебедки и мачты на одном прицепном шасси подходит для подрядчиков по бурению водяных скважин, работающих на нескольких площадках подряд, в условиях неопределенного электроснабжения и частых перебазировок, например для водоснабжения поселков, сельскохозяйственного орошения, геотермальных исследований и частично бурения под фундаменты.
Однако из этого нельзя сделать вывод, что «установку можно затащить и начать бурение на любой площадке». Централизованная компоновка решает вопросы транспортировки и установки силовой установки и системы циркуляции, но проходимость дорог, возможность размещения на площадке и соответствие тягача существуют независимо от способа интеграции оборудования. Точно так же указанные в материалах максимальная глубина бурения 600 м и максимальный диаметр скважины 500 мм зависят от грунта, бурового инструмента, циркуляции раствора, конструкции обсадной колонны и сопротивления в скважине; итоговая эффективность бурения и качество скважины должны определяться фактическими условиями на площадке. Снаряженная масса шасси, запасы распределения электроэнергии между генератором и буровым насосом, рецептуры бурового раствора для разных грунтов в материалах сайта не приведены — перед покупкой следует уточнить каждый пункт у производителя.