Сельское водоснабжение, орошение и водопользование малых рудников предъявляют к WR260 разные требова

В таблице параметров WR260 есть группа параллельных цифр: максимальная глубина бурения 260 м, диаметр бурения 140–305 мм, крутящий момент вращения 4000–5300 Н·м, усилие подъёма 15 т, дизельный двигатель 76 кВт, масса машины около 5,7 т, габаритные размеры около 3900 × 1750 × 2250 мм. Эти цифры одновременно относятся к трём видам применения: сельское водоснабжение, орошение сельхозугодий и скважины на рудниках. Однако требования, которые эти три типа проектов предъявляют к данной установке, различаются: в сельском водоснабжении важно, сможет ли глубина бурения охватить водоносный горизонт и обеспечить установку обсадных труб; при орошении — можно ли быстро перемещаться между точками бурения; на рудниках — доля твёрдых пород и обеспечение подачи воздуха. Ниже эти три категории потребностей рассматриваются отдельно.

Какие требования предъявляют к WR260 три категории водопользования

Сначала приведём грубое сопоставление. Во всех трёх типах проектов необходимо пробурить скважину, но акценты разные:

Эта таблица лишь показывает распределение акцентов и не означает, что для каждого из трёх типов проектов требуется только один набор конфигурации. На практике проекты часто смешанные: например, в сельскохозяйственном районе может также существовать потребность в водоснабжении лагеря рудника, или вокруг рудника одновременно бурятся деревенские скважины. Смысл раздельного рассмотрения в том, что перед закупкой необходимо сначала определить, какая категория потребностей преобладает, а затем решить, какие условия должны быть обязательно подтверждены в письменной форме.

Сельское водоснабжение: глубина и диаметр скважины должны быть согласованы с водоносным горизонтом

WR260 может использоваться для бурения бытовых скважин, деревенских скважин и скважин для водоснабжения небольших сообществ. Диаметр бурения 140–305 мм охватывает различные конфигурации обсадных труб и погружных насосов, что означает относительно широкий выбор диаметра скважины, но не означает, что его можно задавать произвольно.

В проектах сельского водоснабжения сначала необходимо определить положение водоносного горизонта и ожидаемый дебит, а затем на их основе определить глубину скважины, диаметр, фильтровую трубу и интервал изоляции. Запас глубины бурения 260 м подходит для случаев, когда уровень подземных вод относительно глубок, но не требуется тяжёлое оборудование для глубин более 500 м; если местный водоносный горизонт залегает неглубоко, использование установки класса 260 м обусловлено не недостатком мощности, а необходимостью проверить, нужно ли сохранить на одной установке возможность бурения на большую глубину.

Следует отметить: описанные в материалах буровые возможности и область применения реализуются при условии комплектации погружным пневмоударником, буровой коронкой и компрессором. Глубина скважины, диаметр и конфигурация фильтровой трубы относятся к проектированию скважины и не могут быть полностью определены только параметрами оборудования.

Орошение сельхозугодий: множество точек бурения, время на перебазировку и установку считается отдельно

Орошение сельхозугодий — одно из типичных применений таких буровых установок; они могут использоваться для скважин на полях, в садах, теплицах и питомниках. В ирригационных проектах скважин обычно не одна, и буровая бригада может последовательно выполнять несколько точек бурения на одной территории.

WR260 оснащена стальным гусеничным шасси, скорость хода около 2,5 км/ч, справочная максимальная преодолеваемая крутизна 30°. Гусеничное шасси облегчает перебазировку по деревенским дорогам, полевым дорогам и щебёночным площадкам. Масса машины около 5,7 т, габаритные размеры около 3900 × 1750 × 2250 мм — по сравнению с крупными буровыми установками для глубоких водяных скважин она легче попадает в ограниченные по пространству зоны.

Однако фактическая эффективность ирригационных скважин не полностью определяется скоростью хода. На оборудовании предусмотрен ход выносных опор 1,4 м для опоры и выравнивания; на мягких грунтах требуется добавлять подкладки, чтобы избежать просадки опор, приводящей к наклону мачты и смещению точки бурения. После каждой перебазировки необходимо заново выравнивать и начинать бурение; это время напрямую связано с состоянием грунта на поле, и в материалах нет соответствующих данных о продолжительности — его нужно рассчитывать по условиям на месте.

Кроме того, длина одного хода подачи WR260 составляет 3,3 м, возможна комплектация буровыми штангами 1,5 м, 2 м и 3 м. Более длинный одиночный ход подачи сокращает вспомогательное время на возврат силового вертлюга и соединение штанг, что благоприятно для организации непрерывного бурения множества точек. Фактическая скорость проходки по-прежнему зависит от свойств породы, диаметра, характеристик погружного пневмоударника и компрессора.

Водопользование малых рудников: доля твёрдых пород определяет комплектацию, а не саму установку

На рудниках и площадках геологоразведки часто требуется вода для бытовых нужд, промывки оборудования и пылеподавления. Гусеничное шасси WR260 подходит для перемещения по щебёночным дорогам рудников и обычным неровным площадкам; установка может использоваться для скважин в лагерях рудников и небольших вспомогательных производственных скважин.

Главное отличие рудничных проектов от сельского водоснабжения и орошения — обычно более высокая доля твёрдых пород. WR260 использует бурение погружным пневмоударником DTH, справочное рабочее давление 1,7–2,5 МПа, расход воздуха 17–31 м³/мин. При комплектации подходящим погружным пневмоударником, коронкой и компрессором она может применяться в относительно цельных породах, таких как известняк, песчаник, гранит. Здесь наиболее важно заранее уточнить производительность компрессора: недостаточная производительность приводит к слабому удару пневмоударника и затруднённому выносу шлама; при увеличении диаметра, повышении твёрдости породы или росте высоты над уровнем моря обычно требуется более достаточный расход воздуха.

Если геологический разрез рудника включает зоны дробления, трещины или карстовые полости, условия усложняются. В нарушенных породах возможны вывалы, утечки воздуха и прихваты; в известняковых карстовых полостях, открытых трещинах или сильно воздухопроницаемых породах давление и расход компрессора могут неэффективно передаваться на забой. В таких случаях может потребоваться пена, обсадка, увеличение расхода воздуха или изменение метода бурения; конкретное решение определяется степенью утечки и откликом в скважине. В материалах не приведены рабочие параметры для таких ситуаций, поэтому перед закупкой следует сообщить производителю фактические геологические условия рудника.

Возможен также случай чередования твёрдых пород и покрывающих отложений. Применение погружного пневмоударника непосредственно в рыхлых покрывающих отложениях может привести к обрушению стенок и заклиниванию бурового снаряда; в зависимости от пород следует выбирать обсадку, промывочную жидкость или другие методы стабилизации скважины, сначала создавать устойчивый устьевой и верхний интервал, а затем входить в скальные породы для пневмоударного бурения. Это означает, что в рудничных проектах помимо самой буровой установки необходимо учитывать вспомогательные технологические условия, такие как обсадка.

Общие ограничения для трёх категорий потребностей: усилие подъёма и управление буровым снарядом

Независимо от типа проекта, с увеличением глубины скважины возрастают собственный вес буровых штанг и трение о стенки. Усилие подъёма WR260 15 т может использоваться для нормального спуска и подъёма бурового снаряда, обработки штанг, извлечения погружного пневмоударника и части работ с обсадными трубами; усилие вспомогательной лебёдки 1,5 т — для перемещения пневмоударника, штанг, инструмента для обсадки и части вспомогательного оборудования на площадке.

В материалах есть чёткое правило: если сопротивление при подъёме бурового снаряда постоянно аномально, следует сначала промыть скважину и проверить стенки и буровой снаряд, а не пытаться преодолеть его максимальным усилием подъёма. Это применимо ко всем трём типам проектов, но в рудничных проектах и проектах в выветрелых породах такие аномалии более вероятны.

По приводу: WR260 использует дизельный двигатель 76 кВт; в материалах также предусмотрен опциональный электрический привод. Для предприятий, рудников или стационарных строительных объектов со стабильным электроснабжением электрический привод позволяет сократить дозаправку дизелем и выбросы; окончательная мощность электродвигателя, напряжение и способ управления должны определяться официальной конфигурацией. Этот пункт более ценен для рудничных проектов водопользования на стационарных площадках, тогда как в проектах сельского водоснабжения и орошения обычно требуется самостоятельная перебазировка оборудования, поэтому логика выбора привода иная.

Основные технические параметры

О последнем пункте: в исходных материалах есть параметр 2,73 м с пометкой «ширина при погрузке / Width of loading». Это название не совпадает с габаритной шириной машины 1750 мм; в таблице параметров данной статьи он сохранён как «ширина по данным материалов» без дополнительного толкования как фактическая ширина при транспортировке. Окончательно это должно быть подтверждено официальной производственно-технической документацией.

Вопросы, требующие письменного подтверждения перед закупкой

• Основные типы пород и доля твёрдых пород в месте проекта — определяют типоразмер погружного пневмоударника и производительность компрессора.
• Проект сельского водоснабжения: положение водоносного горизонта, ожидаемый дебит, глубина скважины, диаметр, фильтровая труба и проект интервала изоляции.
• Ирригационный проект: количество и расстояние между точками бурения, проходимость полевых дорог, несущая способность грунта.
• Рудничный проект: наличие зон дробления, трещин, карстовых полостей или сильно воздухопроницаемых пород и соответствующие методы их обработки.
• Мощность, напряжение и способ управления опционального электрического привода — согласно официальной конфигурации.
• Характеристики и объём поставки компрессора, погружного пневмоударника, буровых штанг и другого вспомогательного оборудования.
• Фактическое значение параметра 2,73 м — требует подтверждения официальной производственно-технической документацией.

Указанная в материалах справочная скорость бурения составляет 10–35 м/ч; это значение заметно изменяется в зависимости от условий пород. Фактическая скорость бурения, глубина и результат сооружения скважины должны определяться условиями на месте; в данной статье дальнейшие расчёты не приводятся.