Когда на одном сельскохозяйственном поле или в саду требуется пробурить подряд несколько ирригационных скважин, строительная бригада обычно сравнивает не то, насколько глубока отдельная скважина, а сколько времени в течение дня уходит на наращивание и снятие буровых штанг. При схожей глубине и диаметре скважин у оборудования с большим количеством наращиваний вспомогательное время увеличивается с каждой скважиной. Чтобы определить, может ли единица оборудования сократить наращивание штанг в проекте непрерывных ирригационных скважин, необходимо сначала разложить «сокращение наращивания» на несколько конкретных условий, а затем посмотреть, какие параметры в данных оборудования им соответствуют.
Чем определяется частота наращивания штанг
Количество наращиваний штанг не является независимым показателем; на него влияют как минимум три фактора: длина одной буровой штанги, эффективный ход мачты за один проход и глубина скважины. После определения глубины скважины чем короче штанга и чем меньше ход, тем больше операций наращивания и снятия; если удлинить штангу, но ход мачты не будет соответствовать, преимущество длинной штанги не реализуется. Поэтому обсуждение «меньшего количества наращиваний» фактически касается согласования длины буровых штанг и хода подачи.
- Длина штанги определяет, какую глубину скважины можно покрыть одной штангой;
- Ход за один проход определяет, насколько может продвинуться вращатель без реверса;
- Только при соответствии этих двух параметров количество наращиваний и снятий штанг действительно снижается.
Несколько реальных ограничений проектов непрерывных ирригационных скважин
Проекты ирригационных скважин имеют несколько особенностей, отличающих их от одиночных скважин водоснабжения, и эти особенности влияют на выбор оборудования. Во-первых, скважины распределены по обширным сельскохозяйственным полям, садам, питомникам или тепличным комплексам, и оборудование должно перемещаться между мягким грунтом и полевыми дорогами. Во-вторых, глубина отдельных скважин в большинстве случаев находится в обычном диапазоне, не требуется бурение сверхглубоких скважин, но скважин много, и требуется непрерывный ритм. В-третьих, численность персонала строительной бригады часто ограничена; если такие повторяющиеся операции, как наращивание и перемещение штанг, выполняются только вручную, нагрузка накапливается.
Эти ограничения указывают в одном направлении: сокращение вспомогательных операций на каждую скважину имеет больше практического значения, чем простое стремление к какой-либо предельной характеристике. Следует отметить, что здесь описываются общие особенности работы непрерывных ирригационных скважин, а не запись строительства конкретного проекта.
Несколько пунктов в данных WR300SEL, непосредственно связанных с наращиванием штанг
WR300SEL — это гусеничная буровая установка для водяных скважин с длинным ходом класса 300 метров. В открытых данных непосредственно с «сокращением наращивания» связаны два пункта: во-первых, длина одного прохода 6,6 м; во-вторых, возможность оснащения буровыми штангами длиной до 6 м. В данных также указано, что модель совместима со штангами длиной 1,5 м, 2 м, 3 м и 6 м, диаметр штанг может быть 76, 89, 102 мм. Максимальная глубина бурения 300 м, диаметр скважины 140–325 мм.
Рассматривая эти пункты вместе: ход за один проход 6,6 м превышает длину одной 6-метровой штанги, что означает, что при использовании 6-метровых штанг вращатель за один ход может продвинуться на всю длину штанги, и операции наращивания сосредоточены на соединении штанг, а не разбиваются ходом на несколько этапов. В данных позиционирование этой модели описывается как «длинный ход, меньше наращиваний, более высокая эффективность непрерывного бурения», что соответствует потребности непрерывных ирригационных скважин в сокращении вспомогательного времени.
| Пункт данных | Значение или диапазон | Соответствующая рабочая проблема |
|---|---|---|
| Длина одного прохода | 6,6 м | Длина бурения, покрываемая вращателем за один ход |
| Совместимая длина штанг | 1,5–6 м | При ограниченной площадке укорачивать штанги, при непрерывной работе использовать длинные штанги |
| Максимальная глубина бурения | 300 м | Покрывает обычный диапазон глубин ирригационных скважин |
| Диаметр скважины | 140–325 мм | Соответствует требованиям к диаметру готовой скважины |
| Усилие подъема | 18 т | Спуск и подъем буровой колонны при увеличении глубины скважины |
Почему ход и штанги нужно рассматривать вместе
Акцентируя только на длинной мачте и большом ходе, легко упустить конфигурацию штанг. Если на объекте из-за транспортировки или условий площадки используются 3-метровые штанги, то даже при ходе оборудования 6,6 м длина одной штанги составляет всего 3 м, и количество наращиваний все равно рассчитывается как одна штанга на 3 м. С другой стороны, 6-метровые штанги сами по себе требуют достаточного пространства для раскрытия мачты и высоты для спуска-подъема. В данных WR300SEL четко указано, что при ходе 6,6 м можно напрямую использовать штанги длиной до 6 м; это сочетание отличает модель от стандартных по ходу машин; однако это условие на уровне конфигурации оборудования, и фактическая возможность использования 6-метровых штанг зависит от свободного пространства на площадке и организации транспортировки.
Другие сопутствующие условия, связанные с длинным ходом
Сокращение наращивания не обходится без издержек. В данных для версии с длинным ходом приведены несколько эксплуатационных указаний: мачта длинного хода и 6-метровые штанги предъявляют более высокие требования к свободному пространству площадки, перемещению штанг и устойчивости оборудования; перед началом бурения необходимо проверить пространство для раскрытия мачты, несущую способность грунта и нагрузку на опоры, а при использовании длинных штанг избегать поперечных нагрузок. Ориентировочная масса машины около 8 т, габаритные размеры примерно 5900×1850×2200 мм; перед транспортировкой необходимо проверить длину транспортного средства, точки крепления при погрузке и пространство для поворота на площадке. Эти условия обычно выполнимы на относительно открытых площадках, таких как поля и сады, но все же требуют уточнения для каждого проекта.
Кроме того, в данных указаны крутящий момент вращения 5700–7500 Н·м и скорость вращения 40–70 об/мин, возможна работа с погружным пневмоударником в таких породах, как выветрелые, известняковые, песчаниковые, гранитные; при пневмоударном бурении ориентировочное рабочее давление 1,7–3,0 МПа, расход воздуха 17–36 м³/мин, компрессор должен одновременно обеспечивать давление и производительность. Если в проекте ирригационных скважин верхняя часть имеет мощный рыхлый слой, в данных упоминается возможная необходимость использования бурового раствора, обсадных труб или других способов стабилизации скважины; на этапе комплектации следует заранее предусмотреть растворный насос и схему обсадки. Все это относится к условиям, которые помимо сокращения наращивания также влияют на непрерывность строительства.
Границы применимости и вопросы, требующие уточнения
Глубина бурения WR300SEL класса 300 м подходит для большого количества обычных ирригационных скважин и проектов сельского водоснабжения, но если планируемая глубина скважин в проекте явно превышает 300 м или диаметр готовой скважины выходит за диапазон 140–325 мм, данные этой машины уже не охватывают такие случаи, и требуется отдельное решение. Аналогично, преимущество длинного хода в основном проявляется при непрерывном бурении с использованием 6-метровых штанг; если условия площадки вынуждают использовать короткие штанги, это преимущество снижается.
Информация, не предоставленная в данных, включает: фактическую экономию времени на наращивание в конкретных геологических условиях, количество пробуренных скважин за день, расход топлива и требования к персоналу. Эти показатели нельзя рассчитать из имеющихся параметров; их необходимо уточнять отдельно на уровне проекта с учетом геологии, бурового инструмента и организации работ. Подходит ли выбор оборудования с длинным ходом для непрерывных ирригационных скважин, в конечном итоге зависит от того, выполняются ли одновременно несколько условий: диапазон глубин скважин, свободное пространство площадки, условия транспортировки и способ организации строительной бригады.