Точки колонкового бурения в горных районах часто располагаются на склонах, в лощинах или на лесных площадках, где нет оборудованных дорог. Первое испытание для оборудования на таких точках — не глубина бурения, а то, как доставить весь комплект на место и как разобрать и снова собрать его на узкой площадке. В этой статье задача «выход на точку без дорог и бурение в заданном месте» разбита на несколько требований, которые затем сопоставлены с открытыми данными CR600P: какие характеристики связаны с этими требованиями и какие условия всё ещё нужно проверять на месте.
Сначала разобьём задачу на проверяемые условия
«Колонковое бурение в горном районе без дорог» включает несколько разных ограничений, которые при совместном обсуждении легко свести только к глубине бурения:
- Способ выхода на точку: до какого участка может доехать транспорт, оставшееся расстояние требуется преодолевать вручную или с помощью малой механизации;
- Вес отдельного модуля: чем тяжелее модуль, тем выше требования к числу переносчиков, ширине маршрута и уклону;
- Пространственное положение скважины: условия залегания рудного тела определяют угол наклона скважины, оборудование должно обеспечивать наклонные и близкие к вертикальным скважины;
- Типоразмер керна: разным диаметрам соответствуют разные справочные значения глубины, целевая глубина должна попадать в этот диапазон;
- Стенки скважины и вынос шлама: требования к буровому раствору и обсадке в зонах выветривания и трещиноватости;
- Организация перехода между скважинами: при рассредоточенных точках на разведочных линиях доля времени на разборку, сборку и перебазировку возрастает.
Часть этих условий напрямую соотносится с параметрами оборудования, часть можно подтвердить только на месте. Ниже требования рассмотрены по пунктам.
Какому требованию соответствует модульная разборная конструкция
На точках без дорог наиболее распространённый подход — разобрать оборудование на блоки, которые можно перевозить по отдельности, доставить их партиями к устью скважины и собрать. В материалах CR600P силовая, гидравлическая, операторская, растворная и буровая системы разделены на несколько функциональных модулей; справочные массы модулей: силовой блок 180–260 кг, операторский блок 125 кг, блок гидравлического масла (с маслом) 140 кг, растворный блок 86 кг, общая масса установки 1200 кг.
Эти значения показывают, что разборная конструкция распределяет общую массу по нескольким модулям, а не снижает вес каждого до уровня, позволяющего переносить его вручную без ограничений. Для силового блока массой 180–260 кг всё ещё требуются малые транспортные средства, канатная дорога или согласованные действия нескольких человек — в зависимости от уклона и протяжённости маршрута. Габариты модулей в материалах не приведены; минимальную ширину маршрута, радиус поворота и точки подвеса необходимо уточнять отдельно.
В материалах указано, что сборка может быть выполнена примерно за 30 минут, при этом отмечено, что фактическое время зависит от расстояния транспортировки, условий площадки, квалификации персонала и вспомогательного оборудования. Это значение можно использовать как ориентир при организации перехода между скважинами, но не как фактическое время сборки на объекте.
Диапазон углов бурения 45°–90° соответствует требованию к положению скважины
Горные рудные тела часто имеют определённый угол падения, и скважины должны пересекать зону минерализации под обоснованным углом, а не всегда буриться вертикально. В материалах CR600P указан диапазон углов бурения 45°–90°, что напрямую связано с потребностью в наклонных и близких к вертикальным скважинах.
Следует различать: диапазон углов означает, что оборудование может быть установлено в такое положение, но не означает, что эффективность бурения под этим углом будет такой же, как при вертикальной скважине. При наклонном бурении меняются устойчивость буровой мачты и основания, напряжённое состояние буровых штанг и сопротивление в скважине; в примечаниях к материалам также указано, что перед наклонным бурением необходимо обеспечить устойчивость буровой мачты и основания. Фактические показатели бурения под конкретным углом в материалах не приведены и должны оцениваться по условиям на месте.
Типоразмер керна и справочную глубину следует рассматривать вместе
Целевая глубина колонкового бурения привязана к диаметру керна, нельзя смотреть только на одну цифру глубины. Справочные глубины CR600P: BQ 760 м, NQ 600 м, HQ 280 м. Для одной и той же установки при разных типоразмерах керна глубины различаются существенно, поэтому при выборе оборудования сначала нужно определить, какой типоразмер будет основным для проекта.
| Типоразмер керна | Справочная глубина |
|---|---|
| BQ | 760 м |
| NQ | 600 м |
| HQ | 280 м |
В материалах также указано, что фактическая эффективность бурения, глубина и выход керна должны определяться по условиям на месте. Приведённая таблица содержит справочные значения, а не гарантированные показатели для любых геологических условий. Если проект ориентирован на колонковое бурение большого диаметра HQ с целевой глубиной более 280 м, область применения данной модели требует переоценки.
Влияние бурения со съёмным керноприёмником и длины штанг на темп перехода между скважинами
При рассредоточенных точках на разведочных линиях вспомогательное время каждого рейса накапливается. CR600P оснащён лебёдкой для съёмного керноприёмника с тросом 6 мм, канатоёмкостью 800 м и скоростью подъёма 116 м/мин; бурение со съёмным керноприёмником позволяет сократить вспомогательные операции по подъёму всей колонны за каждый рейс. Применяемая длина буровых штанг — 1 м или 1,5 м; эта длина согласуется с модульной транспортировкой: более короткая штанга удобнее для переноски вручную в условиях без дорог, но соответственно для достижения одной и той же глубины требуется большее число наращиваний.
Здесь есть компромисс: чем короче штанга, тем удобнее транспортировка, но тем выше частота наращиваний и спуско-подъёмных операций. В материалах не приведена конкретная разница во времени для разных длин штанг; фактическое влияние нужно рассчитывать с учётом глубины скважины, геологических условий и состава персонала.
Сопутствующие условия для устойчивости стенок скважины и выноса шлама
В верхней части горных скважин часто встречаются зоны выветривания, трещиноватые зоны или рыхлые покровные отложения. Растворный блок CR600P использует плунжерный насос высокого давления с расходом 90 л/мин и давлением 3 МПа; в материалах указано, что в монолитных породах буровой раствор в основном обеспечивает охлаждение и вынос шлама, а в сильно выветрелых, трещиноватых или рыхлых интервалах для поддержания устойчивости стенок требуется корректировка свойств раствора и применение обсадки.
Это означает, что параметры растворного насоса — лишь часть циркуляционной системы; устойчивость стенок в рыхлых интервалах также зависит от рецептуры раствора, схемы обсадки и решений на месте. В материалах не приведены рецептуры раствора или глубина установки обсадных колонн для конкретных геологических условий. Кроме того, указаны параметры растворомешалки: производительность 1,2 м³/мин, скорость вращения 1500 об/мин; потребность в воде и материалах необходимо оценивать отдельно в зависимости от глубины и длины интервалов скважины.
Связь типа привода с условиями электроснабжения на площадке
CR600P может оснащаться дизельным или электрическим приводом: требуемая мощность дизельного двигателя ≥66 кВт, доступны бренды Kubota, Cummins, Yunnei, Yuchai; электрический вариант — комбинация из двух электродвигателей по 22 кВт. В горных районах без дорог стабильное электроснабжение обычно отсутствует, поэтому дизельный вариант более автономен; если на руднике уже есть электроснабжение, электрический вариант позволяет сократить этап доставки топлива. Выбор между двумя вариантами определяется условиями электроснабжения на площадке, способом обслуживания и возможностями организации энергоснабжения; данных сравнения энергопотребления в материалах не приведено.
Вопросы, требующие уточнения помимо материалов
Следующие пункты не освещены в имеющихся материалах и требуют отдельного решения до выезда на объект:
- Габариты модулей и расположение точек подвеса для расчёта маршрута транспортировки и способа подъёма;
- Несущая способность временной площадки и устойчивость склона, особенно нагрузка на основание при наклонном бурении;
- Литологическая колонка целевых точек и предполагаемое положение зон дробления для подготовки схемы обсадки и раствора;
- Типоразмеры и количество запасных частей для скважинного инструмента: буровых штанг, коронок, керноприёмных труб и т.п.;
- Оценка безопасности маршрутов в сезон дождей, опасности камнепадов и маршрутов ручной переноски.
Только сопоставив эти условия с перечисленными характеристиками оборудования, можно определить, подходит ли портативная модульная буровая установка класса 600 м, такая как CR600P, для конкретного проекта. Принимая решение только по цифре глубины бурения или слову «портативная», легко упустить реальные ограничения организации транспортировки и внутрискважинных операций.