В описании оборудования WR400RC есть одно ключевое ограничение: оно получает шламовые пробы, возвращаемые по глубине, а не непрерывный цельный керн. Это предложение определяет, что «шламовая проба или непрерывный керн» — это не вопрос выбора навесного оборудования: буровая установка обратной циркуляции сама по себе не обеспечивает функцию непрерывного отбора керна. Реально доступные пути таковы: использовать WR400RC для отбора RC-шлама или поручить непрерывный отбор керна буровой установке другого типа.
Если изменить порядок рассмотрения, станет яснее: сначала определить геологический вопрос, на который должен ответить проект, затем оценить, может ли форма пробы дать этот ответ, и только потом проверить, достаточны ли диаметр, глубина бурения и вспомогательные условия WR400RC. Ниже приведены четыре критерия оценки; там, где есть числовые данные, они указаны прямо, а части, не освещённые в материалах, отдельно отмечены как требующие подтверждения.
Критерий первый: сначала определить, на какой геологический вопрос должны ответить пробы
RC-проба представляет собой совокупность шлама из интервала проходки. Она отражает изменение цвета, литологии, изменений и минерализации с глубиной; её можно собирать по фиксированным интервалам проходки и отправлять в лабораторию для анализа содержания. Подходящие типы задач: на каком интервале глубин появляется минерализационная аномалия, в какую сторону примерно распространяется граница рудного тела, стоит ли сгущать сеть на периферийной аномальной зоне.
Непрерывный керн отвечает на вопросы другого типа: контакты слоёв, структурные залегания, положение и структура конкретных минералов. Эти два типа задач не заменяют друг друга. Если цель проекта — только быстрая проверка крупной аномальной зоны и создание дополнительных контрольных точек, преимущество RC-шлама по количеству проб очевидно; если решение должно основываться на описании структуры керна, то даже более плотный отбор RC-проб не восполнит этот уровень информации.
В материалах WR400RC указаны такие направления применения, как разведка месторождений, геологический отбор проб и бурение глубоких водяных скважин. В золоторудных проектах установка может использоваться для проверки поверхностных аномалий, изучения минерализации под покровными отложениями, контроля границ рудных тел и периферийного разбуривания. Общая черта этих применений: пробы используются для оценки тенденций, а не для структурного описания на уровне керна.
Критерий второй: нужно ли сохранять физический керн
Этот уровень оценки наиболее прямолинеен. При RC-процессе шлам возвращается на поверхность по внутренней трубе двойной буровой штанги, частицы измельчаются и смешиваются, их невозможно восстановить в непрерывный столбик керна. Если проект сам по себе требует кернохранилища, наличия физических образцов для длительного хранения и многократного наблюдения или в контракте оговорён выход керна, то этот путь технологически невыполним. Следует поручить непрерывный отбор керна керновой буровой установке, а не пытаться решить это дополнительной комплектацией WR400RC.
Наоборот, если проекту нужны только шламовые пробы, конечным результатом являются данные анализов, а на площадке пробы нумеруются, взвешиваются и упаковываются по фиксированным интервалам глубины, то канал обратной циркуляции WR400RC и RC-штанги 89/102 мм — это соответствующая конфигурация для данной задачи. Длина RC-штанги составляет 3 м, её конструкция отличается от обычной одностенной штанги; необходимо обеспечивать герметичность внутреннего и внешнего каналов и надёжность соединений, регулярно проверять соединения двойных штанг, уплотнения и износ внутренней трубы, чтобы избежать утечки воздуха и смешивания проб.
Критерий третий: соответствуют ли 400 м и диаметр 105–305 мм фактическим условиям скважины
Максимальная глубина бурения WR400RC — 400 м, диаметр бурения — 105–305 мм, поддерживаются рабочие углы 45° и 90°. В материалах также указано, что фактическая глубина бурения зависит от диаметра, буровых штанг, возможностей компрессора, геологических условий, искривления скважины и износа бурового инструмента. Поэтому 400 м следует понимать как справочную возможность при типовой конфигурации, а не как фиксированное значение, достижимое при любых условиях скважины.
Порядок оценки может быть таким:
- Превышает ли целевая глубина скважины 400 м или приближается к 400 м без запаса на искривление и износ инструмента;
- Укладывается ли проектный диаметр в диапазон 105–305 мм, и соответствует ли мощность компрессора целевому диаметру и глубине — для WR400RC рекомендуемое рабочее давление 1,2–3,5 МПа, расход воздуха 16–55 м³/мин. При увеличении глубины, диаметра или твёрдости пород недостаточный расход воздуха напрямую снижает скорость возврата шлама;
- Требуется ли наклонная скважина под 45°. В материалах указаны рабочие углы 45°/90° для наклонных или близких к вертикали скважин, но перед началом работ следует уточнить направление и угол скважины согласно геологическому проекту;
- Будет ли использоваться переход через бурение с промывкой в верхних рыхлых покровных отложениях. Почвенные, глинистые, песчаные и гравийные слои склонны к обрушению; в материалах указано, что данная модель поддерживает бурение с промывкой, что позволяет сначала стабилизировать скважину, а затем перейти на пневматический или обратноциркуляционный режим.
Если целевая глубина значительно превышает 400 м или проектный диаметр больше 305 мм, этот путь сам по себе неосуществим — необходимо заново сопоставить возможности других моделей, а не корректировать способ отбора проб.
Критерий четвёртый: достаточен ли уровень полевого отбора и разделки проб
Обратная циркуляция — это не только «быстрое бурение», но и обеспечение непрерывного возврата проб по глубине. В процессе работ следует наблюдать за объёмом возврата, размером частиц, изменением пылеобразования и наличием явного перемешивания проб. При каждом наращивании штанги, очистке скважины или возобновлении отбора после остановки бурения переходные интервалы следует обрабатывать согласно полевому регламенту отбора, чтобы избежать смешивания проб с разных глубин. В зонах разломов и дробления возможны вывалы и локальное расширение скважины; шлам может задерживаться в скважине и возвращаться сосредоточенно, ухудшая соответствие проб глубине. На таких интервалах следует контролировать скорость проходки, поддерживать стабильную подачу воздуха и вести тщательную запись.
WR400RC предоставляет буровую платформу, но итоговое качество проб зависит также от полевого процесса отбора и действий персонала. Если у заказчика нет сопутствующего процесса нумерации, взвешивания, упаковки и регистрации проб, то даже при правильном выборе оборудования качество данных может не соответствовать требованиям. Этот пункт так же важен, как и выбор оборудования.
Сопоставление порядка оценки по четырём критериям
| Критерий оценки | Условия в пользу отбора шлама | Условия в пользу непрерывного керна |
|---|---|---|
| Вопрос, на который должны ответить пробы | Проверка аномалий, контроль границ, оценка тенденций | Контакты слоёв, структурные залегания, структура залегания минералов |
| Сохранение физического керна | Не требуется непрерывный столбик керна, результат — данные анализов | Есть требования кернохранилища или выхода керна, необходимо длительное хранение образцов |
| Глубина и диаметр скважины | Глубина в справочном диапазоне 400 м, диаметр 105–305 мм | Глубина значительно превышает 400 м или диаметр выходит за этот диапазон |
| Полевое управление пробами | Есть процесс нумерации по глубине, взвешивания, упаковки и регистрации | — (условие данной строки не применимо к оценке непрерывного керна) |
Третья и четвёртая строки таблицы связаны последовательно, а не параллельно: если глубина и диаметр не подходят, остальные пункты оценивать не нужно; если глубина и диаметр подходят, но полевое управление пробами отстаёт, проблема в процессе, а не в оборудовании — сначала нужно доработать процесс, затем планировать работы.
Поддерживающие параметры оборудования и вопросы, требующие письменного подтверждения
Если проект в итоге идёт по пути отбора RC-шлама, соответствующие возможности WR400RC по материалам включают: максимальная глубина бурения 400 м, диаметр бурения 105–305 мм, рабочие углы 45°/90°, усилие подъёма 22 т, осевое давление 6 т, крутящий момент 8000/4000 Н·м, соответствующая максимальная частота вращения 75/150 об/мин, рекомендуемое рабочее давление воздуха 1,2–3,5 МПа, расход воздуха 16–55 м³/мин, рекомендуемые RC-штанги 89/102 мм длиной 3 м, скорость гусеничного хода около 2,5 км/ч, максимальный угол подъёма справочно 21°, общая масса около 11 т, ход гидравлических аутригеров 1,6 м, усилие вспомогательной лебёдки 1,5 т, двигатель Yuchai 92 кВт. Данная модель также может использоваться для бурения глубоких водяных скважин для сельского водоснабжения, орошения сельхозугодий, промышленного водоснабжения и разработки подземных вод в горнодобывающих районах; при строительстве водяных скважин не обязательно использовать систему RC-отбора на всём протяжении.
По следующим вопросам в имеющихся материалах сайта нет выводов; их следует письменно подтвердить у производителя или заказчика перед закупкой или планированием работ:
- Сможет ли комплектный компрессор при целевой глубине скважины стабильно обеспечивать фактическое давление и расход в диапазонах 1,2–3,5 МПа и 16–55 м³/мин;
- Конкретные характеристики гидроциклона или делителя проб, периодичность очистки и подходящий способ разбивки интервалов отбора проб;
- Способы контроля и проверки направления наклонной скважины под 45° в целевых породах;
- Условия перехода между бурением с промывкой и пневматической RC в одной скважине, необходимые типоразмеры обсадных труб и порядок перехода;
- Буровая установка какого типа будет выполнять непрерывный отбор керна, как будут увязаны точки бурения двух типов оборудования и унифицирована нумерация проб.
Если пройти эти четыре критерия по порядку, обычно удаётся определить, к какой стороне относится проект. Реальная проблема возникает не столько при выборе оборудования, сколько в ситуации, когда глубина и диаметр подходят, но полевой процесс отбора проб не подготовлен, и работы начинаются сразу — в итоге получается партия проб с неясным соответствием глубине.