В открытых материалах WR750S одновременно присутствуют несколько групп значений: максимальная глубина бурения 750 м, диаметр скважины 105–450 мм, усилие подъёма 40 т, осевое давление 6 т, крутящий момент вращения 13000/6500 Н·м или 15000/7500 Н·м, максимальная частота вращения 95/190 об/мин, рекомендуемые буровые штанги 102 мм и длина штанги 6 м, рабочее давление воздуха 1,6–6 МПа, расход воздуха 16–75 м³/мин, масса машины около 14 т. Когда эти цифры появляются рядом, их легче всего прочитать как список возможностей, который можно отмечать пункт за пунктом. Однако между ними существуют ссылочные связи: глубина бурения изменяет вес бурильной колонны, вес колонны изменяет запас по усилию подъёма, диаметр скважины и породы определяют, какой диапазон крутящего момента следует использовать, а возможность работы погружного пневмоударника зависит от конфигурации компрессора, помимо указанных в столбце давления и расхода. Данная статья рассматривает только эти группы связей и не вводит данных за пределами материалов.
Первая группа: 750 м и штанги 6 м — сначала смотрим на количество наращиваний
Максимальная глубина бурения 750 м и длина штанги 6 м указаны в одном документе. Когда эти два пункта рассматриваются вместе, наиболее наглядный вывод — это порядок количества наращиваний. При шаге 6 м достижение 750 м означает более сотни операций наращивания и разъединения штанг. В материалах также указано, что буква S в названии модели обозначает телескопическую мачту, которая в рабочем положении поддерживает непосредственную работу со штангами 6 м и обсадными трубами 6 м, а в транспортном положении складывается для улучшения транспортных габаритов машины.
Из этой группы связей можно понять следующее: сочетание штанг 6 м и телескопической мачты направлено на сокращение вспомогательного времени, связанного с одной операцией наращивания, а не на изменение способности бурения за один проход. В материалах не указано время одного наращивания и не приведена статистика вспомогательного времени по скважине, поэтому на этом основании нельзя рассчитывать сроки работ — можно лишь подтвердить, что конструкция предназначена для работы с длинными штангами.
Вторая группа: диаметр скважины 105–450 мм и две конфигурации крутящего момента
Указанный в материалах диапазон диаметров скважины — 105–450 мм, система вращения имеет две конфигурации: 13000/6500 Н·м и 15000/7500 Н·м, соответствующие максимальной частоте вращения 95/190 об/мин. Связь между этими двумя типами значений следует рассматривать вместе с диаметром скважины и породами.
- Чем больше диаметр скважины, тем больше площадь контакта на забое, соответственно возрастает требуемый крутящий момент вращения, поэтому участки с большим диаметром в большей степени зависят от конфигурации с более высоким запасом крутящего момента.
- На участках с нижней границей диаметра (около 105 мм) при более низком сопротивлении имеется больше возможностей для использования высокой частоты вращения.
- В материалах параллельно указано, что «больший запас крутящего момента больше подходит для участков с большим диаметром, твёрдыми породами и высоким трением», а «более высокая частота вращения подходит для этапов бурения с относительно низким сопротивлением», но таблица соответствия между диаметром скважины и диапазоном крутящего момента не приведена.
Иными словами, эта группа значений может прояснить различия в направленности двух конфигураций, но не может указать, что определённому диаметру скважины обязательно соответствует определённый диапазон крутящего момента. В материалах чётко сказано: «окончательная конфигурация вращения должна определяться исходя из диаметра скважины, бурового инструмента и основных пород», и это решение должно приниматься на уровне проекта.
Третья группа: усилие подъёма 40 т и вес длинной бурильной колонны
Усилие подъёма 40 т, осевое давление 6 т. При увеличении глубины скважины собственный вес всей колонны штанг и трение о стенки скважины возрастают; запас 40 т соответствует таким операциям, как спуск и подъём бурильной колонны, извлечение погружного пневмоударника и частичная работа с обсадными трубами. В материалах здесь особо указана граница: если возникает аномальное сопротивление при подъёме, следует сначала действовать через очистку скважины, плавный подъём и оценку состояния в скважине, а не рассматривать максимальное усилие подъёма как единственное средство.
В этой группе связей необходимо понимать раздельно: усилие подъёма — это верхний предел возможностей оборудования, а то, какой путь обработки выбрать при аномальном сопротивлении, относится к строительному решению; сами материалы не содержат процедур действий. Здесь можно подтвердить только положение значений, но нельзя на этом основании делать вывод, что при определённой ситуации в скважине буровой инструмент обязательно удастся извлечь.
Четвёртая группа: давление воздуха 1,6–6 МПа и расход 16–75 м³/мин
В материалах рекомендуются рабочее давление 1,6–6 МПа и расход воздуха 16–75 м³/мин, что позволяет использовать погружные пневмоударники DTH среднего и высокого давления. Здесь нужно различать два уровня значений: диапазон давления — это диапазон, необходимый для нормальной работы погружного пневмоударника, а расход — это подача, которую необходимо непрерывно обеспечивать в том же режиме. В материалах прямо указано, что при достижении требуемого давления, но недостаточном расходе всё равно могут возникать недостаточная сила удара и трудности с удалением шлама.
Отсюда можно понять: компрессор должен одновременно удовлетворять как давлению, так и расходу, а не только одному из этих параметров. В материалах не указано, компрессор какой модели поставляется в комплекте с данной машиной; конкретная модель и конфигурация компрессора должны быть дополнительно определены на уровне проекта. Для глубоких скважин уровня 750 м, больших диаметров и условий высокогорья в материалах отмечено, что достаточность расхода особенно важна.
Пятая группа: масса машины 14 т и транспортные габариты
В материалах указана масса машины около 14 т, габаритные размеры около 6,64 × 2,25 × 2,67 м, а также отмечено, что при транспортировке между проектами следует уточнить грузоподъёмность низкорамного прицепа, ограничения по ширине и высоте дорог и точки крепления оборудования; телескопическая мачта должна находиться в надёжно зафиксированном состоянии, а штанги 6 м и обсадные трубы должны крепиться отдельно. Связь этой группы значений с предыдущими глубиной бурения и длиной штанг заключается в том, что штанги 6 м и обсадные трубы не входят в транспортные габариты машины и требуют отдельного транспортного ресурса.
Скорость передвижения около 3 км/ч, максимальный угол подъёма ориентировочно 21°, ход гидравлических опор 1,6 м — эти пункты в материалах связаны с условиями площадки. В материалах отмечено, что на мягких грунтах, склонах и влажных скользких участках необходимо строго контролировать риск передвижения, а на мягком грунте следует использовать подкладки достаточной площади. В этой группе не указаны конкретные требования к несущей способности, их необходимо проверять на месте.
Возвращаем эти значения в одну цепочку
Связи между перечисленными группами значений можно выстроить в определённом порядке: целевая глубина скважины влияет на общий вес бурильной колонны и количество наращиваний; диаметр скважины и породы влияют на выбор диапазона крутящего момента; бурильная колонна и трение в скважине влияют на запас по усилию подъёма; после входа в твёрдые породы используется погружной пневмоударник, что добавляет два независимых условия — давление и расход; наконец, условия перебазирования и входа на площадку ограничиваются массой и габаритами машины. Любой из этих пунктов по отдельности недостаточен для определения конфигурации — именно поэтому в материалах часть представляет собой ориентировочные суждения, а не таблицу соответствий.
В материалах есть ещё несколько моментов, которые в данной статье не раскрыты: опциональные буровые насосы, центробежные насосы, генераторы и пенные насосы соответствуют различным комбинациям грунтов; в материалах лишь указано, что проекты с большим количеством рыхлых слоёв в большей степени зависят от системы бурового раствора, а при сильных потерях воздуха в пластах может потребоваться пенная поддержка; на этапе завершения скважины установка фильтровых труб и водоизолирующих участков, как также упоминается в материалах, должна выполняться с учётом распределения водоносных горизонтов, но конкретные проектные параметры не приведены. Эти пункты относятся к содержанию, которое необходимо отдельно уточнять на уровне проекта, и их нельзя напрямую вывести из имеющихся значений.
Несколько мест, где легко выйти за границы при чтении этих материалов
- Считать 750 м целевой глубиной каждой скважины. В самих материалах указано, что 750 м — это максимальная справочная возможность оборудования; перед началом официальных работ следует определить более обоснованный целевой горизонт на основе региональных гидрогеологических данных.
- Считать две конфигурации крутящего момента просто быстрым и медленным режимами. В материалах они описаны вместе с диаметром скважины, твёрдыми породами и участками с высоким трением; основанием для выбора являются условия в скважине.
- Считать усилие подъёма 40 т решением для аномальных ситуаций в скважине. В том же абзаце материалов даётся противоположное указание.
- Говорить о геологической применимости как о применимости для всей скважины. В материалах отдельно перечислены грунтовый слой, глина, гравий, выветрелые породы, зоны дробления, трещины и водоносные горизонты; для каждого участка предусмотрены разные способы обработки.
В материалах не указаны скорость бурения каждой модели в конкретных породах, срок завершения скважины или фактически достижимая глубина завершения скважины; при чтении эту часть следует оставлять в позиции «требует уточнения по условиям проекта», а не рассчитывать по таблице параметров.