Само выражение «RC-буровая установка 500-метрового класса» описывает лишь две вещи: способ бурения, характерной чертой которого является возврат пробы по внутренней трубе двойной бурильной колонны, и приблизительный верхний предел глубины бурения 500 м. Оно не говорит о том, как обрабатывается шлам после выхода на устье, каким образом формируется проба, кто её регистрирует и можно ли её проследить по глубине. Если сравнивать такие установки как один и тот же пробоотборный инструмент по комплектации или цене, различия часто обнаруживаются только на этапе после устья, когда оборудование уже заказано.
WR500RC-CS3 из материалов этого сайта — конкретный пример для рассмотрения. Его номинальная максимальная глубина бурения — 500 м, диаметр бурения — 105–400 мм, двигатель Cummins 132 кВт, усилие подъёма — 25 т, осевое давление — 7 т, крутящий момент вращения — 10000/5000 Н·м, скорость вращения — 75/150 об/мин, рекомендуемое рабочее давление воздуха — 1,6–6 МПа, рекомендуемый расход воздуха — 16–55 м³/мин, поддерживаются рабочие углы 45° и 90°, масса машины — около 12 т, скорость передвижения — около 2,5 км/ч, максимальный угол подъёма — ориентировочно 21°. Непосредственно с пробоотбором связана встроенная трёхкомпонентная циклонная система пробоотбора CS3. Ниже рассматриваются четыре аспекта, показывающие, какие различия скрывает фраза «тоже 500-метрового класса RC».
Заблуждение первое: считать «обратную циркуляцию» всем содержанием способа пробоотбора
Обратная циркуляция описывает путь возврата шлама. Двойная бурильная колонна создаёт независимый канал возврата пробы, и шлам в основном поднимается по внутренней трубе, а не по кольцевому пространству вдоль внешней стенки колонны. В материалах сайта это описывается так: такой путь сокращает контакт пробы с другими породами со стенок скважины и помогает снизить вероятность смешивания шлама с разных глубин.
Однако там же отмечается, что представительность итоговой пробы всё равно зависит от очистки скважины, наращивания колонны, стабильности возврата пробы и организации отбора на площадке. Иными словами, обратная циркуляция решает проблему одного участка пути, но не заменяет организацию пробоотбора на устье. Если две установки 500-метрового класса обе используют обратную циркуляцию, но по-разному обрабатывают пробу после устья, форма пробы и способ её регистрации будут различаться.
Заблуждение второе: считать, что разделение пробы после устья обязательно одинаково
В обычном процессе RC после выхода шлама на устье персонал на площадке обычно последовательно выполняет сбор, разделение и упаковку пробы. В системе CS3 циклонное разделение, представительное разделение пробы и сбор образцов объединены в одном устройстве: шлам, образованный при бурении, возвращается на поверхность по внутренней трубе двойной RC-колонны и сразу поступает в циклонную систему, где высокоскоростной воздушный поток отделяется от твёрдых частиц, а затем через механизм разделения формируется проба, пригодная для геологической регистрации и лабораторного анализа.
В материалах сайта назначение этой системы описывается как «сокращение повторных операций при перемещении пробы на площадке и ручном разделении, что больше подходит для непрерывных разведочных скважин и задач массового отбора проб». Обратите внимание на это ограничение по области применения: говорится о сокращении повторных операций и пригодности для непрерывного отбора, но не приводятся числовые значения точности разделения и не утверждается, что повышается геологическая представительность самой пробы. Точность разделения и меры защиты от загрязнения в материалах сайта не раскрыты — это следует отдельно уточнять у производителя при закупке.
Заблуждение третье: сравнивать только глубину бурения и крутящий момент, игнорируя требования к управлению образцами
Способность к пробоотбору в конечном счёте должна подтверждаться данными. В материалах сайта требования к управлению образцами для WR500RC-CS3 изложены вполне конкретно: на каждом мешке для пробы можно указать номер скважины, начальную и конечную глубину, дату и номер пробы; записи на площадке должны соответствовать мешкам с пробами один к одному; для рудных проб, направляемых в лабораторию, следует в соответствии с требованиями проекта по контролю качества предусматривать повторные, холостые и стандартные пробы.
Эти требования не меняются в зависимости от того, встроена ли в установку трёхкомпонентная система. Система может повысить эффективность разделения пробы, но соответствие номера скважины, начальной и конечной глубины и номера пробы по-прежнему зависит от системы регистрации на площадке. Если заказчик сравнивает оборудование только по глубине бурения, крутящему моменту и давлению воздуха, он легко воспринимает возможности управления образцами как нечто присущее самой установке, тогда как на практике они зависят от того, стыкуются ли система отбора на площадке и технологический процесс оборудования.
Заблуждение четвёртое: игнорировать необходимость постоянного контроля состояния возврата пробы
В материалах сайта приведена следующая практика на площадке: геологи должны постоянно наблюдать объём возврата пробы, размер частиц, цвет, влажность и признаки перепутывания проб; при наращивании колонны, очистке скважины или возобновлении бурения после остановки следует в соответствии с принятой на площадке системой отбора обрабатывать переходные пробы, чтобы остатки шлама от предыдущего интервала не попадали в пробу следующей глубины.
Такие требования особенно заметны в зонах дробления, брекчиях и трещиноватых породах. В материалах отмечается, что обломки со стенок скважины могут на некоторое время задерживаться в стволе, а затем возвращаться сосредоточенно, нарушая соответствие пробы и глубины; для этого следует контролировать скорость проходки и поддерживать стабильную подачу воздуха, а на аномальных интервалах усиливать регистрацию на площадке и при необходимости отдельно отмечать качество пробы. Всё это не зависит от того, является ли установка «500-метрового класса» и использует ли она «обратную циркуляцию», — это общие ограничения пробоотборных работ.
Вопросы, которые следует отдельно проверять перед закупкой RC-оборудования 500-метрового класса
- Канал возврата пробы: используется ли возврат по внутренней трубе двойной колонны и насколько подробно производитель описывает меры снижения риска смешивания проб.
- Обработка на устье: после выхода шлама проба собирается и разделяется вручную или обрабатывается по интегрированной схеме циклонного разделения, разделения пробы и сбора.
- Регистрация проб: позволяет ли технологический процесс оборудования вести непрерывный отбор по фиксированным интервалам проходки и как соотносятся мешки с пробами и записи на площадке.
- Рабочий угол и назначение: в материалах указано, что модель поддерживает рабочие углы 45°/90° и может применяться для разведки полезных ископаемых и строительства глубоких водозаборных скважин; разные задачи предъявляют разные требования к буровому инструменту и методам работ: в разведочных скважинах важнее качество возврата пробы и управление её разделением, в водозаборных — устойчивость стенок, конструкция скважины и водоносный горизонт.
- Сопутствующие условия: рекомендуемое рабочее давление воздуха 1,6–6 МПа, расход воздуха 16–55 м³/мин; фактический подбор должен учитывать диаметр бурения, типоразмер RC-молота, высоту над уровнем моря и твёрдость пород; в материалах не приведена конкретная таблица соответствия моделей и производительности компрессоров.
- Не раскрыто в материалах: точность разделения пробы в системе CS3, методы подтверждения представительности пробы и меры защиты от загрязнения — в имеющихся материалах сайта нет конкретных значений или регламентов, это необходимо письменно подтвердить у производителя или у ответственного за контроль качества проекта.
Область применения и ограничения следует рассматривать отдельно
В материалах сайта указано, что WR500RC-CS3 может применяться для разведки золоторудных, медных и других месторождений, а также для строительства глубоких водозаборных скважин; глубина бурения 500 м охватывает довольно большой вертикальный диапазон. Верхние грунтовые слои, глины, пески и песчано-гравийные отложения не всегда подходят для прямого пневматического RC-бурения; в материалах упоминается, что модель также поддерживает вращательное бурение с промывочной жидкостью, что позволяет сначала стабилизировать верхнюю часть скважины с помощью раствора и обсадных труб, а после входа в скальные породы перейти на обратную циркуляцию или технологию DTH. В проектах водозаборных скважин не обязательно задействовать полную трёхкомпонентную систему пробоотбора — способ бурения и комплектацию следует выбирать исходя из цели строительства скважины.
Если рассматривать эти уровни вместе, «500-метрового класса RC» — скорее сокращение в общении по проекту, чем категория оборудования для прямого сравнения. После подтверждения глубины бурения 500 м и технологии обратной циркуляции заказчику необходимо дополнительно проверить способ обработки на устье, требования к регистрации проб, соответствующее давление и расход воздуха, а также не раскрытые в материалах детали разделения пробы и защиты от загрязнения. То, насколько эти пункты удастся реализовать, зачастую влияет на пригодность геологоразведочных данных сильнее, чем сама цифра глубины бурения.