После того как буровая установка обратной циркуляции объединила гидроциклон, деление и упаковку в единую линию, на площадке стало заметно меньше операций по пересыпанию и перевозке проб. Чем плавнее процесс, тем легче ошибиться: если мешок наполняется вовремя и нумерация идёт подряд, по умолчанию считается, что он соответствует нужной глубине. Шламовая проба представляет собой тот небольшой участок породы в скважине, который дошёл до поверхности; её соответствие глубине зависит от непрерывности возврата, наличия остатков предыдущего интервала в системе и согласованности записей с фактическими началом и концом интервала. Плавность процесса отбора говорит об эффективности организации работ на площадке, а не о качестве пробы.
Что легче упустить при централизации процесса
На примере гусеничной установки обратной циркуляции класса 600 м: комплексная система отбора связывает возврат шлама, разделение в гидроциклоне, деление и упаковку в непрерывный процесс. Шлам по внутренней трубе двойной бурильной колонны возвращается на поверхность, поступает в гидроциклон для газоотделения, затем на деление и упаковку — цель в том, чтобы сократить ручное пересыпание и повторную перевозку, что подходит для проектов разведки с большим суточным объёмом отбора. Такая схема сокращает число операций с пробой на площадке, но не меняет природу шламовой пробы — это по-прежнему смешанный обломочный материал определённого интервала скважины, а не полноценный керн.
Поэтому следующие действия не выполняются автоматически от того, что процесс централизован:
- интервал глубины каждой пробы должен соответствовать записи бурения, а не рассчитываться только по времени или числу мешков;
- в гидроциклоне, делителе и шланге возврата не должно оставаться шлама предыдущего интервала;
- при перерыве или задержке возврата соответствие пробы и глубины нужно отмечать, а не продолжать упаковку с прежним интервалом;
- номер скважины, номер пробы, начальная и конечная глубина, дата и смена на мешке должны совпадать с записями на площадке.
Непрерывность возврата и подача воздуха — звенья одной цепи
С ростом глубины путь возврата шлама удлиняется, и потери воздуха, герметичность бурильных труб и утечки в скважине сильнее влияют на сбор пробы. Для данной модели рекомендуемое рабочее давление 1,6–6 МПа, расход воздуха 16–75 м³/мин; этот расход нужен не только для привода RC-молота, но и для непрерывного возврата шлама по внутренней трубе в систему отбора гидроциклона. При недостатке воздуха типичны уменьшение возврата, задержка возврата или накопление шлама на забое; как только это появляется, соответствие пробы глубине начинает ухудшаться.
Поэтому компрессор нельзя подбирать только по принципу «чтобы молот работал». На фактическую потребность в воздухе влияют глубина, диаметр, высота над уровнем моря и герметичность двойной бурильной колонны. Перед закупкой следует указать максимальную глубину, обычный диаметр, планируемые производительность и давление компрессора, высоту площадки, чтобы поставщик проверил попадание в рекомендуемый диапазон модели; по одной цифре максимальной глубины 600 м нельзя судить о стабильном возврате в любых породах и при любом диаметре.
Маркировка глубины и прослеживаемость пробы определяют пригодность данных
Комплексная система позволяет плотнее связать бурение, возврат, деление и упаковку, но управление пробами всё равно ведётся отдельно. На площадке можно задать фиксированный интервал отбора, например один мешок на 1 м или на 2 м, одновременно фиксируя номер скважины, начальную и конечную глубину и номер пробы. Если проект ведётся по системе QA/QC, следует предусмотреть повторные, стандартные и холостые пробы согласно требованиям.
Наиболее уязвимы моменты смены скважины, остановки бурения и входа в новый ключевой интервал отбора. Если остатки шлама между разными зонами минерализации вовремя не удалены, проба предыдущей глубины может попасть в следующий интервал. При каждой остановке, смене скважины или входе в ключевой интервал следует проверять наличие остатков внутри гидроциклона, делителя и шланга возврата. Это несложная операция, но её нужно включить в обязательные действия бригады, а не искать причину после получения аномальных результатов анализа.
Для каких условий подходит эта конфигурация и когда нужны другие решения
| Условия работ | Влияние на схему отбора |
|---|---|
| Разведка месторождений с непрерывным бурением, непрерывным возвратом и массовой нумерацией проб | Преимущество централизации процесса проявляется сильнее, число операций с пробой сокращается |
| Зоны разломов, крупных трещин и другие породы с утечками воздуха | Шлам может задерживаться в скважине и возвращаться скоплением, соответствие пробы глубине ухудшается; нужно снижать темп, поддерживать очистку скважины и отдельно фиксировать аномальные интервалы |
| Рыхлые покровные отложения: почва, глина, пески, гравий | Не всегда подходит прямое RC-бурение с высоким давлением; верхнюю часть скважины можно стабилизировать раствором и обсадкой, а после входа в коренные породы перейти на RC или DTH |
| Проверочные скважины с целью получения полного керна | RC даёт шламовую пробу и не заменяет непрерывный отбор керна колонковым станком; обычная схема — быстрая проверка RC с последующей детальной проверкой колонковым бурением |
Максимальная глубина бурения данной модели 600 м, диаметр скважины 105–450 мм, рабочие углы 45° и 90°, максимальный крутящий момент 12000 / 6000 Н·м при частоте вращения 75 / 150 об/мин, усилие подъёма 29 т. Эти возможности позволяют выполнять скважины средней глубины для разведки месторождений, а также часть проектов по крупнодиаметровым водяным скважинам и водопонижению на рудниках, но фактическая глубина зависит от диаметра, массы двойной бурильной колонны, возможностей компрессора и геологических условий. При наклонных скважинах 45° для наклонных рудных тел или конкретная целевая зона угол скважины определяется геологическим проектом; ход аутригеров 1,7 м и устойчивость платформы напрямую влияют на контроль направления.
Что проверить с поставщиком перед закупкой
Если проект ориентирован на отбор шлама, при запросе рекомендуется чётко изложить: назначение скважины — разведка месторождения, водяная скважина или водопонижение на руднике; целевую глубину и обычный диаметр; планируемый угол; ожидаемые типы пород и интервалы риска утечек и обрушений; производительность и давление планируемого компрессора; высоту площадки и условия подъездных дорог; интервал отбора, правила нумерации и требования QA/QC. Масса установки около 12,5 т, габариты около 7 × 2,1 × 2,9 м, скорость хода на гусеницах около 3,5 км/ч, максимальный угол подъёма ориентировочно 21°; на площадке также нужно разместить компрессор, систему отбора с гидроциклоном, мешки с пробами и транспорт, поэтому площадка под скважину должна иметь соответствующую площадь. Только после подтверждения этих условий можно судить о соответствии конфигурации проекту; при недостатке данных не следует принимать плавность процесса за надёжность результатов отбора.